Brevet FR3061086A1 — publié le 20180629

DESCRIPTION La présente invention se rapporte au domaine des véhicules de transport routier et plus particulièrement au domaine des véhicules thermiques et électriques de transport en commun de passagers dans un environnement urbain. A l'heure actuelle, le transport en commun urbain et interurbain de personnes ou de marchandises est effectué à principalement avec des véhicules routiers ou des véhicules accouplés et articulés formant un train de véhicules guidé par un véhicule de tête tracteur. Toutefois, les modes de circulation urbains se différencient substantiellement des modes de circulation interurbains dans la mesure où ils sont tributaires d'une fréquentation et d'une densité de population dans un périmètre urbain défini qui peut être conduit à évoluer d'une même journée. Cette diversité de densité de population conduit ainsi les sociétés de transport à privilégier les désertes de certaines zones au détriment d'autres zones moins peuplées, d'une part, en termes de fréquence et, d'autre part, en termes de maillage géographique. De façon complémentaire, les arrêts des véhicules de transport en commun s'opèrent au niveau de points dédiés formant une station de chargement classiquement positionnée le long d'un flux de circulation, par exemple au niveau d'un trottoir. Pour limiter la présence d'un espace entre le véhicule et la station de chargement où le véhicule effectue un arrêt, l'accostage nécessite que le véhicule de transport de se positionner au plus proche du bord de la station sur l'ensemble de sa longueur. Cependant, les stations de chargement le long du parcours du véhicule peuvent être situées dans des environnements urbains architecturalement contraignants pour permettre au conducteur du véhicule de transport en commun. Cette difficulté d'effectuer une manoeuvre d'accostage efficace peut ralentir le rythme de déplacement du véhicule entre deux stations de chargement et conduire à un retard dans le respect des horaires du véhicule attendu par des passagers. De même, lorsque cette manoeuvre d'accostage n'est pas effectuée correctement par le véhicule, celui-ci risque de bloquer tout ou partie du flux de circulation et donc perturber le déplacement d'autres véhicules. 3061086 - 2 - La présente invention a pour but de pallier cet inconvénient en proposant un véhicule dont les manoeuvres d'accostage sont facilitées pour le conducteur et qui permet la réalisation d'une flotte modulable et adaptable aux contraintes de desserte urbaine et extra-urbaine. 5 A cet effet, l'invention a pour objet un véhicule autonome urbain pour le transport de passagers équipé d'un habitacle caractérisé en ce que le véhicule comprend des roues directrices à l'avant et à l'arrière du véhicule et qu'au moins une partie d'une face située à une extrémité du véhicule réalise une interface d'accouplement avec au moins une interface 10 complémentaire positionnée sur une partie d'une face située à une extrémité d'un autre véhicule. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à au moins un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins 15 schématiques annexés, dans lesquels : - la figure 1 est la représentation schématique d'un exemple de mise en oeuvre de véhicules selon l'invention, - la figure 2 est un exemple de convoi de véhicules autonomes urbains selon l'invention. 20 L'invention se rapporte à un véhicule 1 autonome urbain pour le transport de passagers équipé d'un habitacle caractérisé en ce que le véhicule 1 comprend des roues 2 directrices à l'avant et à l'arrière du véhicule 1 et qu'au moins une partie d'une face 3 située à une extrémité du véhicule 1 réalise une interface d'accouplement 4 avec au moins une 25 interface 4 complémentaire positionnée sur une partie d'une face située à une extrémité d'un autre véhicule. Préférentiellement, l'autre véhicule est de type identique ou similaire à celui de l'invention. La combinaison de ces différentes caractéristiques dans un tel 30 véhicule 1 permet, d'une part, grâce à ses roues 2 directrices, de faciliter les manoeuvres d'accostage du véhicule par le conducteur et, d'autre part, grâce à son interface d'accouplement 4, de réunir au moins deux véhicules 1 ensemble pour former un convoi susceptible de ne faire intervenir qu'un unique conducteur. La réunion de plusieurs véhicules 1 par leurs interfaces d'accouplement 4 respectives permet ainsi de former un ensemble de véhicules 1 dirigé par un unique conducteur. Selon une caractéristique non- 3061086 - 3 - limitative de l'invention, ce conducteur est positionné dans le véhicule 1 de tête, les autres véhicules formant des remorques, susceptibles d'être motorisées. Cet accouplement de plusieurs véhicules permet de moduler la 5 capacité de transport de passagers en fonction des besoins, et sans nécessiter un conducteur supplémentaire. Ainsi, un convoi dirigé par un unique conducteur peut être formé par un seul véhicule ou par l'accouplement d'au moins deux véhicules. L'accouplement de véhicules 1 permet un ajustement rapide et efficace de la capacité de transport du 10 convoi, éventuellement sur des portions du parcours pour répondre au mieux aux besoins de transport de passagers. Par ailleurs, cet accouplement permet également de réunir un ou plusieurs convois ayant des parcours différents sur une portion commune de leurs parcours respectifs. 15 Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, le véhicule 1 réalise un module de base d'un convoi auquel peuvent s'accoupler des modules de bases complémentaires pour former un convoi plus important avec une capacité d'embarquement plus adaptée aux besoins de transport. Comme illustré sur la figure 1, le véhicule 1 selon l'invention est apte à 20 circuler de façon indépendante et autonome à la manière d'un bus dans des zones à desserte réduite. Lorsque le véhicule 1 atteint une zone à desserte plus important, ce dernier est alors apte à être accouplé avec un véhicule 1 similaire pouvant provenir, par exemple, d'une autre zone de desserte réduite ou bien du dépôt. Cet accouplement permet à l'ensemble formé par 25 les deux véhicules accouplés de circuler de façon guidée dans une portion de circuit prédéfini à la façon d'un convoi conduit par un seul conducteur. A une extrémité de cette portion de circuit, après une opération de désaccouplement des véhicules 1, chacun d'entre eux est alors apte à desservir un circuit respectif ou à retourner au dépôt. 30 Par ailleurs, lors d'une opération d'accouplement, le conducteur qui n'est plus utile dans un convoi formé par plusieurs véhicules 1 peut quitter son véhicule pour intervenir sur un véhicule d'un convoi en cours de désaccouplement et venant en sens inverse. La mise en oeuvre des véhicules 1 selon l'invention présente 35 également un grand confort pour les passagers, lesquels peuvent rester à l'intérieure du véhicule 1 lors d'une opération d'accouplement. 3061086 - 4 - Par ailleurs, chacun des véhicules d'un même convoi pouvant être amené à suivre un circuit différent dont seulement une portion est partagée avec d'autres véhicules du convoi et justifie l'opération d'accouplement, un système d'information des voyageurs peut 5 avantageusement indiquer la destination des véhicules. Le voyageur pourra ainsi monter dans le véhicule du train qui dessert sa destination finale. La mise en oeuvre d'une flotte de véhicules selon l'invention permet ainsi, d'une part, une flexibilité tant dans la configuration des convois de véhicules que dans le choix des zones desservies et, d'autre part, 10 des coûts réduit pour l'obtention d'un maillage dense d'un territoire par des lignes de transport en commun. Selon une construction préférée non-limitative de l'invention, le véhicule 1 qui réalise un module de base d'un convoi comporte un espace d'exploitation localisé entre deux essieux avant et arrière. Avantageusement 15 au moins un des essieux avant ou arrière est motorisé et relié par exemple à une source d'énergie électrique embarquée du genre super-condensateur. Le véhicule 1 comporte également un poste de conduite pouvant être occupé par un conducteur. Les essieux avant et arrière se situant respectivement aux extrémités avant et arrière du véhicule 1, permettent la réalisation d'un 20 plancher bas et plat dans l'espace d'exploitation. Selon une particularité, le conducteur est avantageusement logé entre ou au-dessus des roues de l'essieu avant. Selon une configuration préférée non-limitative de l'invention, les porte-à-faux avant et arrière sont réduits au maximum pour permettre les 25 débattements des roues. Cette configuration permet d'offrir un large espace totalement plat et bas pour l'aménagement, sans passage de roue. Ces faibles porte-à-faux permettent également de petits débattements latéraux en virage. La conduite et l'accostage aux stations en sont ainsi facilités. Dans le cadre d'un accouplement de véhicule sous la forme d'un convoi, 30 cette quasi absence de porte-à-faux, limite, en courbes, les débattements des extrémités et réduit ainsi le gabarit d'emprise. L'attelage matériel ou immatériel est aussi simplifié dans la mesure où la distance entre deux véhicules est réduite. La présence de roues 2 directrices à l'avant et à l'arrière du 35 véhicule 1 facilite l'opération d'accostage pour le conducteur. Dans le cadre d'un convoi formé par un ensemble d'au moins deux véhicules 1 selon l'invention, cette opération d'accostage se trouve grandement améliorée par 3061086 - 5 - la présence de telles roues directrices au niveau de chacun des modules du véhicule. Selon une particularité de construction du véhicule 1 de l'invention, celui-ci comprend au moins un mécanisme de pivotement des 5 roues 2 positionnées à l'avant et/ou l'arrière du véhicule 1 de façon à permettre un déplacement transversal du véhicule 1. Ainsi, les roues 2 directrices sont adaptées pour permettre un déplacement en crabe du véhicule 1, c'est-à-dire un déplacement transversal du véhicule 1 qui facilite un accostage homogène du véhicule 1 sur l'ensemble de sa longueur. De 10 façon plus particulière, l'essieu avant directeur peut être orienté depuis le poste de conduite par l'intermédiaire d'organes de commande. L'essieu arrière directeur peut alors être piloté par un système de pilotage en trajectoire de manière à commander soit un mode de déplacement dit en carrousel; soit un mode de déplacement transversal dit en crabe. Ainsi en 15 fonction de la zone de circulation ou en fonction de la manoeuvre à effectuer, le conducteur peut sélectionner l'un ou l'autre des modes de pilotage en trajectoire à sa disposition. Outre les manoeuvres d'accostage, le déplacement transversal ou crabe permet au conducteur d'effectuer des virages dans des espaces réduits ou dans des environnements encombrés. 20 Par ailleurs, pour faciliter l'opération d'accostage pour le conducteur en charge de la manoeuvre, le véhicule 1 peut être équipé d'un avertisseur indiquant l'orientation des roues arrière. De plus, la suspension du véhicule 1 est préférentiellement pilotée en assiette. Aussi, la position d'accostage au quai, verticale et latérale, de chacune des portes du véhicule 25 1 est maîtrisée, et ce même en mode routier. L'accès de personnes à mobilité réduite en est facilité pour tous les accès, même sans palette de chargement. Selon une particularité de construction, le véhicule 1 est caractérisé en ce que l'interface d'accouplement 4 comprend un mécanisme 30 de détection d'une interface 4 complémentaire associé à un mécanisme de gestion de la distance qui sépare l'interface d'accouplement de l'interface complémentaire. Un tel mécanisme de détection permet d'obtenir une reconnaissance des interfaces 4 d'accouplement entre elles et donc de faciliter l'opération d'accouplement des deux véhicules 1 concernés. Par 35 ailleurs, le mécanisme de gestion de la distance permet de conserver une distance minimale entre les extrémités de deux véhicules 1 pour garantir, d'une part, une distance de sécurité entre les véhicules 1 d'un même convoi 3061086 - 6 - et, d'autre part, une souplesse de déplacement d'un véhicule par rapport l'autre. Selon une spécificité de cette particularité de construction, le mécanisme de gestion de distance est au moins connecté : 5 - au dispositif moteur du véhicule 1, - au dispositif de freinage du véhicule 1, - au dispositif de direction du véhicule 1. Selon cette spécificité, le mécanisme de gestion de distance permet un ajustement des différents mécanismes qui participent au 10 déplacement du véhicule 1 en fonction de la distance recherchée entre deux véhicules 1 accouplés. Il convient de noter que l'interface d'accouplement 4 peut faire intervenir soit un système mécanique, soit un système immatériel. Selon une autre particularité de construction de l'interface 15 d'accouplement 4, celle-ci comprend un dispositif de liaison mécanique débrayable. Selon une autre particularité de construction, le véhicule 1 comprend un mécanisme d'asservissement de type maitre/esclave connecté à au moins : 20 - le dispositif moteur du véhicule 1, - le dispositif de freinage du véhicule 1, - le dispositif de direction du véhicule 1, le mécanisme d'asservissement étant également connecté à au moins une interface d'accouplement 4 du véhicule 1 et est associé en fonctionnement à 25 l'activité de cette interface d'accouplement 4. Selon une particularité, des lois d'asservissements spécifiques peuvent être aussi prédéfinies grâce à des moyens électroniques embarqués. Ainsi, outre les équipements nécessaires au conducteur pour piloter la traction, le freinage des véhicules supplémentaires accouplés du convoi, le 30 mécanisme d'asservissement de type maitre/esclave est arrangé pour asservir l'ensemble des organes électriques, hydrauliques ou pneumatiques de tous les véhicules 1 du convoi pour être commandés le seul et unique conducteur du convoi. Ce mécanisme d'asservissement permet ainsi à un des 35 véhicules 1 du convoi de prendre la main sur les différents mécanismes qui participent au déplacement du véhicule 1. Ainsi, un conducteur unique est en mesure d'assurer un contrôle conjoint du fonctionnement de chacun des 3061086 - 7 - véhicules 1 du convoi au cours du déplacement de celui-ci. Ce contrôle conjoint du fonctionnement des véhicules permet ainsi un déplacement plus sécurisé que lors d'un déplacement par un premier véhicule tracteur auquel sont accouplés plusieurs véhicules tractés. 5 Selon une mise en oeuvre préférée de cette particularité de construction de l'invention, le conducteur unique est positionné dans le véhicule 1 de tête du convoi. Selon une autre particularité de construction, le véhicule 1 comprend un dispositif de direction associé à une interface de 10 communication montée sur le véhicule 1 pour permettre un pilotage à distance du véhicule 1. Cette construction particulière du véhicule 1 permet ainsi à un conducteur qui n'est pas présent dans un des véhicules du convoi, de prendre les commandes d'au moins un des véhicules du convoi pour effectuer au moins certaines manoeuvres. 15 Selon une particularité de réalisation, l'interface d'accouplement 4, matérielle ou immatérielle, comprend des connexions qui permettent un pilotage depuis des moyens de contrôle et de commande centralisés, par exemple au niveau d'un seul des véhicules 1 du convoi. Ainsi, des circuits électriques de sécurité peuvent être amenés à être 20 positionnés entre deux véhicules, d'une façon similaire à ce qui est pratiqué dans le domaine ferroviaire. Selon une particularité de réalisation alternative, aucune énergie ne transite d'un véhicule 1 à l'autre. Lorsque les véhicules sont accouplés, chaque véhicule 1 demeure autonome et comporte son propre 25 système de traction et sa réserve d'énergie. La liaison entre véhicules 1 n'est alors qu'une liaison de contrôle et de commande. Selon une autre particularité de construction, le véhicule 1 est caractérisé en ce que au moins un des essieux du véhicule 1 est associé à un système de guidage mécanique débrayable du véhicule apte à coopérer avec 30 le rail de guidage d'une zone de circulation. Cette particularité est préférentiellement mise en oeuvre dans le cadre d'une adaptation du véhicule routier aux guidages par voie(s) ferrée(s) classiquement mise en oeuvre pour les véhicules de type tramway. Dans le cadre d'un passage du mode routier en mode guidé par rail, le conducteur peut orienter son essieu 35 avant vers la zone de prise de rail sur la chaussée, puis commande en abaissement le système de guidage. L'orientation de l'essieu arrière vers la 3061086 - 8 - zone de prise de rail se fait automatiquement grâce à un système de pilotage embarqué. Selon une particularité de construction alternative ou complémentaire, le véhicule 1 est caractérisé en ce que au moins un des 5 essieux du véhicule est associé à un système de guidage mécanique débrayable du véhicule apte à être accoupler avec une interface de coopération d'un autre véhicule. Selon une particularité de construction alternative ou complémentaire, le véhicule 1 est caractérisé en ce que au moins un des 10 essieux du véhicule 1 est associé à un système de guidage virtuel du véhicule apte à coopérer avec une ligne de guidage prédéfinie d'une zone de circulation. La mise en oeuvre d'un tel système de guidage virtuel nécessite la coopération du système de guidage avec des bornes de localisation positionnées en différents points du parcours emprunté par le 15 véhicule 1 ou le convoi du véhicule 1. De façon complémentaire ou alternative, ce système de guidage est associé à une base de données intégrant une cartographie virtuelle du circuit que doit parcourir le véhicule 1 ou le convoi du véhicule 1. La base de données et/ou les bornes de localisation participent à la réalisation d'une ligne de guidage virtuelle 20 destiné à coopérer avec le système de guidage virtuel du véhicule 1. D'une façon particulière, le système de guidage virtuel peut être associé à chacun des essieux pour être monotrace. L'invention porte également sur un ensemble d'au moins deux véhicules selon l'invention, caractérisé en ce que au moins deux véhicules 1 25 sont reliés par leurs interfaces d'accouplement 4 respectives. Cet assemblage d'au moins deux véhicules 1 permet ainsi la réalisation d'un convoi de véhicules (1). Selon une particularité de construction de cet ensemble de véhicules (1), au moins un premier véhicule dit « maitre » contrôle : 30 - le dispositif moteur, - le dispositif de freinage, - le dispositif de direction, d'un second véhicule dit « esclave » par l'intermédiaire d'au moins un mécanisme d'asservissement. 35 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée @au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers 3061086 - 9 - éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS1. Véhicule (1) autonome urbain pour le transport de passagers équipé d'un habitacle caractérisé en ce que le véhicule (1) comprend des roues (2) directrices à l'avant et à l'arrière du véhicule (1) et qu'au moins une partie d'une face (3) située à une extrémité du véhicule (1) réalise une interface d'accouplement (4) avec au moins une interface (4) complémentaire positionnée sur une partie d'une face située à une extrémité d'un autre véhicule. 2. Véhicule (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'interface d'accouplement (4) comprend un mécanisme de détection d'une 10 interface complémentaire associé à un mécanisme de gestion de la distance qui sépare l'interface d'accouplement (4) de l'interface complémentaire. 3. Véhicule (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mécanisme de gestion de distance est au moins connecté : - au dispositif moteur du véhicule (1), 15 - au dispositif de freinage du véhicule (1), - au dispositif de direction du véhicule (1). 4. Véhicule (1) selon au moins la revendication 1, caractérisé en ce que l'interface d'accouplement (4) comprend un dispositif de liaison mécanique débrayable. 20 5. Véhicule (1) selon au moins la revendication 2, caractérisé en ce que le véhicule comprend un mécanisme d'asservissement de type maitre/esclave connecté à au moins : - le dispositif moteur du véhicule (1), - le dispositif de freinage du véhicule (1), 25 - le dispositif de direction du véhicule (1), le mécanisme d'asservissement étant également connecté à au moins une interface d'accouplement (4) du véhicule (1) et est associé en fonctionnement à l'activité de cette interface d'accouplement (4). 6. Véhicule (1) selon une des revendications précédentes, 30 caractérisé en ce que le véhicule (1) comprend un dispositif de direction associé à une interface de communication montée sur le véhicule (1) pour permettre un pilotage à distance du véhicule (1). 7. Véhicule (1) selon une des revendications précédente, caractérisé en ce que le véhicule (1) comprend au moins un mécanisme de 3061086 - 11 - pivotement des roues positionnées à l'avant et/ou l'arrière du véhicule (1) de façon à permettre un déplacement transversal du véhicule (1). 8. Véhicule (1) selon une des revendications précédente, caractérisé en ce que au moins un des essieux du véhicule (1) est associé à 5 un système de guidage mécanique débrayable du véhicule (1) apte à coopérer avec le rail de guidage d'une zone de circulation. 9. Véhicule (1) selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que au moins un des essieux du véhicule est associé à un système de guidage mécanique débrayable du véhicule (1) apte à être accoupler avec 10 une interface de coopération d'un autre véhicule (1). 10. Véhicule (1) selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que au moins un des essieux du véhicule (1) est associé à un système de guidage virtuel du véhicule (1) apte à coopérer avec une ligne de guidage prédéfinie d'une zone de circulation. 15 11. Ensemble d'au moins deux véhicules (1) selon une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que au moins deux véhicules (1) sont reliés par leurs interfaces d'accouplement (4) respectives. 12. Ensemble selon la revendication 11 d'au moins deux véhicules (1) selon au moins la revendication 5, caractérisé en ce qu'au 20 moins un premier véhicule (1) dit « maitre » contrôle : - le dispositif moteur, - le dispositif de freinage, - le dispositif de direction, d'un second véhicule (1) dit « esclave » par l'intermédiaire 25 d'au moins un mécanisme d'asservissement.