Brevet FR3052110A1 — publié le 20171208

ESSIEU MOTEUR STANDARDISE POUR VEHICULE AUTOMOBILE, COMPORTANT DES MACHINES ELECTRIQUES La présente invention concerne un essieu moteur pour un véhicule automobile, comportant une motorisation électrique, ainsi qu'un véhicule automobile équipé d'un tel essieu moteur. Un type d'essieu moteur connu comportant une motorisation électrique des roues, présenté notamment par le document FR-B1-2726231, comporte une traverse fixée sur la caisse d'un véhicule, comprenant de chaque côté un bras oscillant suivant l'axe de cette traverse pour assurer la suspension, dont l'extrémité supporte une roue motrice. La traverse comporte deux machines électriques disposées suivant son axe, en opposition l'une par rapport à l'autre, reliée chacune à une transmission comportant des couples de pignons coniques et un arbre rotatif disposé suivant l'axe du bras oscillant, pour entraîner la roue fixée à l'extrémité de ce bras. Chaque motorisation avec sa transmission étant indépendante de l'autre, les roues peuvent tourner à des vitesses différentes. Chaque bras oscillant supporte la caisse du véhicule par un ressort hélicoïdal et un amortisseur disposés en parallèle, réalisant une suspension assurant la tenue de route et le confort. Toutefois la suspension de chaque bras oscillant étant reliée directement à la caisse du véhicule, si on veut modifier avec la même suspension l'architecture de ce véhicule en déplaçant l'essieu moteur, pour notamment modifier la hauteur de caisse, il faut alors déplacer les fixations de la suspension sur la caisse afin de conserver un fonctionnement normal de cette suspension. Ces modifications de position de l'essieu moteur ou de la hauteur de caisse du véhicule, nécessaires pour réaliser à partir de mêmes éléments standards une variété de styles de véhicule et d'usages, de plus en plus recherchée, peuvent entraîner une transformation de l'architecture de ce véhicule qui est complexe et onéreuses à réaliser, et nécessite du temps. 3052110 2 Le problème se pose d'autant plus si on veut modifier en particulier la hauteur de caisse sur le véhicule en marche. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. 5 Elle propose à cet effet un essieu moteur prévu pour être fixé sur une caisse de véhicule automobile, comportant une traverse supportant de chaque côté un bras de suspension oscillant autour d'un axe transversal, portant à son extrémité une roue motrice, cette traverse contenant deux machines électriques montées transversalement en opposition l'une par 10 rapport à l'autre, entraînant chacune par une transmission disposée dans le bras de suspension la roue fixée dessus, cet essieu moteur étant remarquable en ce qu'il comporte de chaque côté une suspension reliant directement le bras de suspension à la traverse. Un avantage de cet essieu moteur est qu'il forme un sous-ensemble 15 complet comprenant sa suspension reprenant directement les efforts de suspension sur la traverse, ce qui permet sans modifier la suspension, en fixant cette traverse sur la caisse du véhicule en différents endroits ou avec différentes positions angulaires autour d'un axe transversal, d'obtenir des configurations variées de véhicules avec des hauteurs de caisse différentes. 20 On peut de plus modifier facilement la hauteur de caisse sur le véhicule en marche, sans modifier le fonctionnement de la suspension, notamment en faisant pivoter la traverse autour d'un axe transversal. La suspension des roues de l'essieu moteur suit automatiquement les modifications de positionnement de la traverse, sans nécessiter aucune 25 adaptation de la caisse du véhicule. On obtient de manière simple, rapide et efficace un sous-ensemble standard qui une fois validé et industrialisé, permet de créer une grande variété de véhicules en prévoyant uniquement les fixations de la traverse sur la caisse du véhicule, sans s'occuper de déplacer des supports de suspension. 30 L'essieu moteur selon l'invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. 3052110 3 Avantageusement, chaque bras de suspension comporte un combiné de suspension comprenant à la fois un ressort et un amortisseur, présentant à chaque extrémité un pivot de fixation. En particulier, le combiné de suspension peut être disposé 5 sensiblement parallèlement au bras de suspension. Dans ce cas, le combiné de suspension est avantageusement fixé d'un côté au bras de suspension en dessous de l'axe de la roue, et de l'autre côté à la traverse au-dessus de l'axe transversal. Avantageusement, l'essieu moteur comporte des actionneurs de 10 réglage de hauteur de la caisse du véhicule. Dans ce cas, la traverse peut comporter des moyens permettant son pivotement autour d'un axe transversal décalé par rapport à l'axe transversal d'oscillation des bras de suspension. En particulier, les actionneurs de réglage de hauteur peuvent comporter 15 de chaque côté de l'essieu moteur un vérin prenant appui sur la caisse du véhicule. En particulier, chaque bras de suspension peut comporter un arbre de transmission disposé à l'intérieur suivant sa longueur, reliant une machine électrique à la roue portée par ce bras de suspension. 20 En particulier, la traverse peut comporter trois paliers de fixation sur la caisse du véhicule, comprenant un palier central et deux paliers latéraux. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile comportant des essieux motorisés par des machines électriques, qui comprennent l'une quelconque des caractéristiques précédentes. 25 L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple et de manière non limitative, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 présente un essieu moteur suivant l'invention ; 30 - la figure 2 est un schéma d'une demi-coupe de cet essieu moteur, passant par l'axe de l'essieu et de la roue ; 3052110 4 - la figure 3 présente un châssis équipé à l'avant et à l'arrière de cet essieu moteur ; - la figure 4 présente un châssis équipé à l'avant d'un essieu prévu pour recevoir un moteur thermique, et à l'arrière de cet essieu moteur ; 5 - la figure 5 présente cet essieu moteur dans différentes positions de hauteur ; et - les figures 6a, 6b et 6c présentent trois étapes successives d'assemblage d'un véhicule équipé d'essieux moteur suivant l'invention. Les figures 1 et 2 présentent un essieu comportant suivant un axe 10 principal transversal A deux machines électriques 20 montées en opposition, encadrés par trois paliers 4 comprenant un palier central et deux paliers latéraux, permettant la fixation de cet essieu sur le châssis du véhicule. Un bras oscillant 6 est fixé par un pivot à chaque extrémité de l'essieu, pour pivoter autour de l'axe transversal A. L'extrémité du bras oscillant 6 15 reçoit un porte-moyeu de roue 14 supportant une roue 8, et un étrier de frein 16 pour freiner cette roue 8. Les deux bras oscillants 6 sont reliés entre eux par une barre antidévers 10, comprenant une partie centrale transversale fixée sur l'essieu par des paliers, pour appliquer une force de rappel sur la suspension lors des 20 débattements différents des roues. Chaque bras oscillant 6 comporte à l'intérieur un arbre de transmission 18 disposé suivant la longueur, relié d'un côté par un premier couple de pignons coniques à l'arbre de sortie de la machine électrique 20, et de l'autre côté par un deuxième couple de pignons coniques au moyeu de la roue 8 25 pour la motoriser. La motorisation de chaque roue 8 se fait de manière indépendante par chaque machine électrique 20, sans utiliser de différentiel de répartition du mouvement sur ces roues, ni d'arbre de roue extérieur. En particulier en pilotant la vitesse de rotation des deux machines électriques 20 avec un 30 différentiel de vitesse, on permet au véhicule de tourner. Un combiné de suspension 12 comprenant un ressort travaillant en compression et un amortisseur, disposé sensiblement parallèlement au bras 3052110 5 de suspension 6, est fixé par des pivots d'un côté à ce bras et de l'autre côté à l'essieu afin de supporter la charge du véhicule tout en amortissant les mouvements de la suspension. En particulier le combiné de suspension 12 est fixé d'un côté au bras 5 oscillant 6 un peu en dessous de l'axe de la roue 8, et de l'autre côté à la traverse un peu au-dessus de son axe transversal A. On a ainsi lors d'un enfoncement de la suspension une compression du combiné de suspension 12. De cette manière l'essieu moteur forme un sous-ensemble comportant 10 en interne sa suspension comprenant ses points d'ancrage du combiné de suspension 12, qui ne nécessite aucun autre point d'appui sur la caisse du véhicule. L'essieu moteur comporte de plus de chaque côté un vérin de hauteur 22 disposé sensiblement horizontalement, qui prend appui sur la caisse du 15 véhicule pour faire tourner l'ensemble de l'essieu autour d'un axe de réglage qui est décalé par rapport à l'axe A de pivotement des bras oscillants 6. La figure 3 présente un châssis de véhicule 30 formant une plate-forme sensiblement parallélépipédique, sur laquelle on ajoute sur chaque face d'extrémité un essieu motorisé fixé sur cette face par les paliers de fixation 4. 20 Pour l'essieu motorisé avant, avantageusement le porte-moyeu 14 est fixé à l'avant du bras de suspension 6 par un pivot sensiblement vertical non représenté, commandé par un système de direction manoeuvré par un volant actionné par le conducteur. En fixant chaque essieu moteur complet par les trois paliers 4 sur la 25 caisse du véhicule à l'avant ou à l'arrière, on obtient un sous-ensemble comportant à la fois les systèmes de motorisation de chaque roue, le freinage et la suspension. On obtient dans cette configuration un véhicule électrique comportant les quatre roues motrices, présentant deux sous-ensembles modulaires 30 similaires à l'avant et à l'arrière ce qui facilite son industrialisation. On notera que ce type de châssis 30 dégage un espace complet à l'intérieur du volume parallélépipédique, formant une zone centrale se 3052110 6 trouvant près du sol qui est avantageusement utilisée pour recevoir les batteries d'alimentation des machines électriques 20. De même on obtient une zone avant et une zone arrière disposées entre les deux bras de suspension 6 de chaque essieu motorisé, qui donne aussi des espaces 5 utilisables situés près du sol. En variante on peut réaliser un véhicule électrique à deux roues motrices comportant un seul essieu motorisé par les machines électriques 20, l'autre essieu n'étant pas motorisé. On notera que la marche arrière du véhicule se fait simplement sans dispositif mécanique particulier, par une 10 simple inversion du sens de rotation des machines électriques 20. De plus avec la possibilité d'appliquer des couples et des vitesses différentes sur chaque roue 8 du même essieu, on peut réaliser une assistance pour la direction ainsi que pour la maniabilité du véhicule. On peut notamment réaliser une fonction de contrôle de stabilité du 15 véhicule dans les virages, en accélérant ou en freinant de manière individuelle certaines roues pour assurer sa trajectoire en cas de risque de dérapage du véhicule. On peut de plus améliorer la maniabilité du véhicule à deux ou à quatre roues motrices, en appliquant une vitesse plus importante d'un côté par 20 rapport à l'autre pour faciliter son changement de direction. Pour aider aux manoeuvres à basse vitesse, on peut aussi appliquer une vitesse différente d'un côté par rapport à l'autre, ce qui fait pivoter le véhicule dans un petit rayon. La figure 4 présente le même châssis de véhicule 30 qui reçoit à l'avant 25 un essieu complet 32 prévu pour recevoir un moteur thermique entraînant les roues motrices avant, et à l'arrière un essieu motorisé comprenant les machines électriques 20. On réalise ainsi un véhicule hybride à quatre roues motrices, comportant les roues arrière entraînées par les machines électriques 20. 30 De cette manière à partir d'un même châssis 30 qui reste standard, on peut fixer dessus différentes carrosseries pour réaliser des véhicules comportant des motorisations variées. 3052110 7 La figure 5 présente le fonctionnement des vérins de hauteur 22. Un mouvement des vérins de hauteur 22 fait tourner l'essieu autour de son axe de réglage, en modifiant la hauteur de l'axe de pivotement des bras oscillant 6 par rapport à la caisse du véhicule, ce qui change la garde au sol 5 de ce véhicule. On notera que la suspension des bras oscillants 6 faisant entièrement partie du sous-ensemble essieu motorisé, elle suit ce mouvement de rotation de l'essieu avec un fonctionnement restant identique, sans avoir à pratiquer aucune autre modification. 10 On peut réaliser en particulier pendant la marche du véhicule en agissant uniquement sur les vérins de hauteur 22, une hauteur standard du véhicule pour les conduites normales, une hauteur abaissée de 30mm pour les conduites à grande vitesse en améliorant l'aérodynamisme de ce véhicule, et une hauteur surélevée pouvant aller jusqu'à 150mm pour des 15 franchissements d'obstacles. Les figures 6a, 6b et 6c présentent différentes étapes d'un procédé d'assemblage d'un véhicule équipé d'essieux moteur suivant l'invention. La figure 6a présente la préparation du châssis 30 équipé de ces deux essieux moteur, comprenant en particulier les batteries et les systèmes de 20 commande électrique. Par ailleurs de manière indépendante on a la préparation de la caisse 40. Le châssis équipé 30 forme un module de base standardisé, prêt pour recevoir différentes caisses présentant des silhouettes spécifiques. La figure 6b présente la descente de la caisse 40 sur le châssis équipé 25 30, puis sa fixation. La figure 6c présente le véhicule prêt pour recevoir les équipements complémentaires. On notera que l'on peut facilement adapter sur le même châssis différentes caisses 40 présentant une diversité de silhouettes, prévues par exemple pour réaliser des véhicules hybrides ou électriques avec des 30 fonctions utilitaires, de tourisme ou de loisir. REVENDICATIONS1. Essieu moteur prévu pour être fixé sur une caisse (40) de véhicule automobile, comportant une traverse supportant de chaque côté un bras de suspension (6) oscillant autour d'un axe transversal (A), portant à son extrémité une roue motrice (8), cette traverse contenant deux machines électriques (20) montées transversalement en opposition l'une par rapport à l'autre, entraînant chacune par une transmission (18) disposée dans le bras de suspension (6) la roue (8) fixée dessus, caractérisé en ce qu'il comporte de chaque côté une suspension (12) reliant directement le bras de suspension (6) à la traverse. 2 - Essieu moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque bras de suspension (6) comporte un combiné de suspension (12) comprenant à la fois un ressort et un amortisseur, présentant à chaque extrémité un pivot de fixation. 3 - Essieu moteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le combiné de suspension (12) est disposé sensiblement parallèlement au bras de suspension (6). 4 - Essieu moteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le combiné de suspension (12) est fixé d'un côté au bras de suspension (6) en dessous de l'axe de la roue (8), et de l'autre côté à la traverse au-dessus de l'axe transversal (A). 5 - Essieu moteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des actionneurs de réglage de hauteur (22) de la caisse du véhicule. 6 - Essieu moteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la traverse comporte des moyens permettant son pivotement autour d'un axe transversal décalé par rapport à l'axe transversal (A) d'oscillation des bras de suspension (6). 7 - Essieu moteur selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les actionneurs de réglage de hauteur (22) comportent de chaque côté de l'essieu moteur un vérin prenant appui sur la caisse du véhicule. 3052110 9 8 - Essieu moteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque bras de suspension (6) comporte un arbre de transmission (18) disposé à l'intérieur suivant sa longueur, reliant une machine électrique (20) à la roue (8) portée par ce bras de suspension 5 (6). 9 - Essieu moteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la traverse comporte trois paliers de fixation (4) sur la caisse du véhicule, comprenant un palier central et deux paliers latéraux. 10 10 - Véhicule automobile comportant des essieux motorisés par des machines électriques (20), caractérisé en ce que ces essieux motorisés sont selon l'une quelconque des revendications précédentes.