Brevet FR3082180A1 — publié le 20191213

VELO ELECTRIQUE A CHAINE DE TRANSMISSION ELECTRIQUE PARALLELE A CELLE DE PEDALAGE ET A DOUBLE COMMANDE DE DEMARRAGE DU MOTEUR Domaine technique La présente invention concerne le domaine des vélos électriques, c'est-à-dire qui embarquent un moteur électrique et une batterie d'alimentation du moteur. Elle a trait plus particulièrement aux vélos électriques, destinés à un usage sportif, notamment les vélos tous terrains (VTT) avec lesquels on souhaite ponctuellement passer des pentes très raides ou encore franchir des obstacles naturels. L'invention vise à dépasser les limites des modes de fonctionnement des vélos électriques actuels, et donc à offrir une gamme de modes de pilotage plus étendue, notamment du pilotage en direct/instantané par l'utilisateur. Art antérieur Un vélo dit à assistance électrique, tel qu'il existe actuellement, est un vélo à mécanisme de pédalage classique sur lequel ont été ajoutés les composants suivants: - un moteur électrique agencé dans la roue avant, la roue arrière, ou à proximité du pédalier, qualifié usuellement de "moteur central" dans ce cas; - une batterie d'alimentation du moteur électrique; - une unité électronique de contrôle-commande qui permet de réguler le pilotage (fonctionnement) des différents composants électriques; - le cas échéant, un boîtier de commande, généralement agencé au niveau du guidon, et qui permet à l'utilisateur de définir un mode d'assistance, de moduler le niveau de son assistance, de connaître son kilométrage.... C'est la directive européenne 2002/24/EC qui fixe en Europe, les critères pour qu'un vélo à assistance électrique puisse circuler sur la voie publique. En particulier, il est précisé que l'assistance ne doit se faire que si le cycliste pédale, et se couper à l'arrêt du pédalage, (mais qu') il est cependant autorisé de mettre en place une assistance au démarrage sans avoir recours au pédalage mais qui ne doit pas excéder 6 km/h. En pratique, tous les vélos à assistance électrique à moteur central et par entraînement de la roue arrière, qui existent à ce jour, sont conçus avec une transmission du couple moteur qui est en série avec celle du couple de pédalage, de sorte que l'ajout du couple moteur à celui de pédalage et la transmission au moyeu de la roue arrière se font par 2 le biais d'une seule chaîne ou courroie. Ainsi, le moteur rajoute nécessairement un couple à celui du pédalage. Cette conception présente plusieurs inconvénients majeurs. Une première difficulté importante vient du fait que la vitesse de rotation 5 optimale des moteurs électriques, bien qu'opérationnels avec un couple important dès leur démarrage à l'arrêt, se situe dans une plage de 300 à 2000 voire 3000 tours/mn, alors que la vitesse de rotation de pédalage que peut exercer durablement un cycliste se trouve entre 20 et 80 tours/mn, tout en évitant les variations discontinues de fréquence. Afin de faire correspondre ces vitesses de rotation, il faut donc intercaler un réducteur de vitesse, après la 10 sortie du moteur puisque celui-ci est en série avec le pédalier. L'ajout d'un réducteur de vitesse entraîne un surpoids, une contrainte géométrique pour l'implantation du moteur et une complexité mécanique supplémentaire. Un deuxième point récurrent et qui génère des débats, tant pour les utilisateurs que pour les législateurs, se cristallise autour des facteurs et des lois de contrôle pour gérer 15 le fonctionnement du moteur, en l'asservissant à l'action de pédalage de l'utilisateur. Plusieurs solutions existent pour détecter quand et comment réaliser ce surplus de couple par le moteur électrique. Tout d'abord, l'assistance peut se faire par une détection de la rotation du pédalier. Un capteur agencé au niveau du pédalier détecte la rotation de celui-ci et donc le 20 pédalage, ce qui permet alors au moteur électrique de fournir son en sus du pédalage. L'assistance peut également se faire au moyen d'un capteur de pression agencé sur la pédale: le moteur peut démarrer dès qu'il sent la pression exercée sur la pédale. En général, plus l'utilisateur appuie sur les pédales, plus le moteur l'aide, même si sa cadence de pédalage est faible. 25 En lieu et place d'un capteur de pression, la détection peut être faite par un capteur de couple ou d'effort: c'est souvent une combinaison de l'effort et de la cadence de pédalage qui commande la puissance du moteur. Plus le cycliste pédale à une cadence élevée et/ou plus son effort augmente en exerçant un couple élevé, plus il bénéficie d'une assistance, ceci afin de rester dans une plage de vitesse de rotation et une valeur de couple à fournir 30 confortables pour le cycliste. Enfin, on trouve des assistances dans lesquelles le couple moteur est évalué à partir de la connaissance de la tension de la chaîne. Ce système est très réactif puisque la 3 chaîne se tend dès que le pied est posé sur la pédale, cela déclenchera donc un démarrage du moteur dès que le pédalier va commencer à tourner. En ce qui concerne les modes d'assistance qui sont appliqués, les lois de commande ou programme d'assistance sont préprogrammés par le fabricant du vélo ou le 5 fournisseur du bloc moteur. L'utilisateur choisit un niveau d'assistance parmi un nombre en général de 3 à 5 niveaux, i.e. une valeur du couple moteur proportionnée à celui de pédalage développé par l'utilisateur. On peut dire que les lois ou programmes actuels, qui rajoutent donc systématiquement un couple supplémentaire au couple de pédalage, conviennent bien 10 lorsque l'utilisateur se définit un type d'effort sur une durée relativement longue, par exemple en attaquant une montée ou une section assez « roulante ». Ils sont donc bien adaptés à des profils de terrains réguliers. En revanche, chaque loi de commande est figée puisque préprogrammée et asservit donc le moteur électrique au pédalage fourni tant que l'utilisateur ne change pas de 15 lui-même de loi. Lors d'essais réalisés par la déposante sur des VTT à assistance électrique existants, avec des utilisateurs sportifs, à la fois en recherche de plaisir, de sensations mais aussi de challenges (y compris) d'efforts d'endurance, il a été constaté que ceux-ci avaient, lors de passages techniques ponctuels, une très forte tendance à vouloir augmenter le niveau 20 d'assistance au maximum. En réalité, ces utilisateurs se servaient ponctuellement du basculement sur un programme avec plus d'assistance (normalement dédié à un usage plus contraignant) comme d'un accélérateur indirect. Et quand bien même ils utilisent ce programme d'assistance maximale, les utilisateurs sportifs se sont retrouvés confrontés à des situations dans lesquelles l'assistance 25 du moteur électrique ne leur apporte pas pleinement satisfaction. Cela est particulièrement prégnant, lorsqu'ils font face subitement à un obstacle ou une pente très raide ou qu'ils désirent démarrer instantanément dans des configurations de pentes extrêmes. L'obligation de devoir pédaler pour avoir l'assistance n'était également pas compatible avec des passages en dévers, sur des racines d'arbre ou encore sur des sentiers 30 creusés dans lesquels les pédales accrochent régulièrement un bord plus élevé. Au contraire, lors des nombreux passages moins exigeants, ils souhaitaient pouvoir pédaler sans aucune assistance, ce qui n'est pas prévu dans les modes proposés. De 4 plus, le poids des vélos proposés ne permet pas toujours de le faire en pratique et très rarement sur une distance significative. En outre, la conception en série du moteur électrique avec la transmission par pédalage induit des inconvénients majeurs que l'on peut énumérer comme suit. 5 Tout d'abord, il peut y avoir des casses ou usures prématurées de la transmission (chaine, pignons, roue libre, ...), car celle-ci n'est pas conçue à l'origine pour transmettre des couples importants du moteur, ce qui s'avère particulièrement vrai dans les situations décrites ci-dessus. Ensuite, un utilisateur peut éprouver des difficultés importantes à changer les 10 rapports de vitesses lorsque le moteur électrique est en marche et apporte du couple. car il applique une tension importante sur la chaine. Une solution connue consiste à prévoir des coupures d'alimentation pour réussir ces changements de vitesse, mais ce n'est ni performant, ni confortable à l'usage, puisque cela induit des discontinuités dans la vitesse et dans l'effort de l'utilisateur, sans oublier les chocs créés entre les éléments mobiles de la 15 chaine de transmission (chaine, pignons, dérailleur, ...). Pour satisfaire au mieux les utilisateurs, en particuliers sportifs, certains modèles de vélos à assistance électrique ou de cyclomoteurs proposent un système d'accélérateur par poignée ou gâchette qui permet d'apporter à la roue arrière le couple moteur, sans qu'il soit nécessaire pour l'utilisateur de pédaler. 20 Ces modèles mettant toujours en oeuvre, soit un moteur à la roue arrière qui, par son poids excentré important, se révèle à l'usage très peu adapté aux évolutions en tous terrains, soit une transmission du couple moteur nécessairement en série avec le pédalage, les mêmes inconvénients et limitations qu'évoquées précédemment subsistent. Il a déjà été proposé des moteurs-roues pour l'assistance électrique des vélos, 25 c'est-à-dire des ensembles avec un moteur électrique incorporé dans la roue en général arrière de vélos. L'utilisation de moteurs roues est une solution intéressante qui permet d'avoir une transmission du couple issu du moteur en parallèle du couple issu du pédalage. Le mécanisme de transmission du moteur roue est par construction très simplifié puisque directement greffé dans le moyeu de la roue arrière. Il comprend souvent le moteur et un 30 réducteur, ce qui constitue déjà un poids important et une inertie en rotation également très élevée. Ce poids et inertie importants ont une influence négative dans la maniabilité du vélo, en particulier lorsque le pilotage doit être précis et rapide. Le poids de plusieurs kilos ajoutés 5 à la roue arrière se ressent encore plus lorsque le vélo n'est pas sur le sol, lors du portage par exemple, mais aussi dans des franchissements où il faut faire décoller la roue arrière et également dans les sauts d'obstacles très présents dans la pratique du vélo tous terrains. C'est enfin, un inconvénient majeur lorsqu'on veut pédaler en danseuse pendant des montées 5 exigeantes, puisqu'une faible inertie du vélo sous le cycliste est un facteur d'efficacité très important. C'est ainsi que pour la majorité des pratiques, mise à part une utilisation à vitesse modérée sur route ou en ville où on peut pédaler sans forcer et assis sur la selle, l'implantation des moteurs électriques dans la partie centrale des vélos s'est généralisée. 10 Il a déjà proposé une conception de vélo à assistance électrique selon laquelle le couple moteur est amené sur la roue arrière en parallèle du couple de pédalage : voir par exemple le modèle d'utilité DE20 2016104737. Mais dans cette conception, il est toujours prévu un réducteur de vitesse entre le moteur et le pédalier, ce qui amène les mêmes inconvénients que ceux précédemment évoqués de poids de complexité mécanique accrue et 15 également de perte de rendement. En outre, le moteur est implanté à l'arrière du vélo en porte-à-faux. On peut citer également les brevets anciens BE 661118A, et US 2331976 qui divulguent une conception de vélo à assistance par moteur thermique avec un couple moteur amenée sur la roue arrière en parallèle du couple de pédalage, avec les mêmes inconvénients 20 encore plus accentués puisqu'un embrayage doit être intégré pour permettre au véhicule de démarrer sans faire caler le moteur thermique. En outre, de nos jours, il n'est plus raisonnable de concevoir des vélos à assistance par moteur thermique. Aussi, afin d'améliorer les vélos à assistance électrique actuels, la demanderesse a proposé dans la demande de brevet n°FR1755510 déposée le 16 juin 2017, une conception 25 de vélo selon laquelle la transmission par pédalage classique est combinée à une transmission supplémentaire par moteur électrique qui est en parallèle et complètement découplée de la transmission par pédalage. Le découplage mécanique entre les deux mécanismes de transmission est assuré par deux roues libres, une dédiée au mécanisme de pédalage comme usuellement qui peut être intégrée dans une cassette de pignons, l'autre dédiée au mécanisme 30 du moteur électrique, et qui peut être introduite soit à proximité de la sortie du moteur, soit directement sur l'axe de roue arrière. Cette conception permet d'améliorer considérablement les vélos à assistance 6 électrique actuels notamment pour des utilisateurs sportifs, car l'aide ponctuelle et intense du moteur électrique permet le franchissement instantané d'un obstacle ou d'une pente raide, même sans pédalage et depuis l'arrêt, et ce sans que cela nuise à l'autonomie, c'est-à-dire la capacité du moteur à augmenter très significativement la performance ou à soulager les 5 utilisateurs, très ponctuellement. Ainsi, avec cette conception, l'utilisateur peut piloter instantanément le moteur électrique pour démarrer et ajuster la vitesse souhaitée du vélo, avec ou sans contribution simultanée du pédalage. La mise en oeuvre du couple du moteur peut être limitée à des périodes de temps relativement courtes, et en l'absence de ce couple, le vélo a un 10 comportement identique à celui d'un vélo classique sans assistance électrique. Pour le démarrage et le pilotage du moteur, il est nécessaire de prévoir une interface homme-machine de pilotage (IHM), reliée à l'unité électronique de commande du moteur. Les inventeurs de la demande FR1755510 précitée prévoient que l'IHM soit sous la forme d'une gâchette d'accélération ou d'une poignée d'accélérateur, commande 15 ergonomique et intuitive et qui peut apporter des sensations de contrôle et réactivité à l'utilisateur ainsi qu'assurer une fonction de rappel dès qu'elle est relâchée. Cela étant, du fait même que le moteur peut potentiellement apporter sa contribution depuis l'arrêt, il ne faut pas que celle-ci soit réalisée involontairement par une action inappropriée ou involontaire de l'utilisateur ou de l'environnement extérieur sur 20 l'IHM. Autrement dit, il existe un besoin de garantir la sécurité d'un utilisateur du vélo conçu selon la demande de brevet FR1755510 précitée, ou de celle d'individus à proximité, en garantissant que lorsque le vélo est à l'arrêt, voire à n'importe quelle vitesse du vélo, le démarrage du moteur électrique ne puisse pas avoir lieu sans l'assurance d'une action 25 intentionnelle de l'utilisateur. Le but de l'invention est de répondre au moins en partie à ce besoin. Exposé de l'invention Pour ce faire, l'invention concerne, sous l'un de ses aspects, un vélo électrique, comprenant : 30 - une roue arrière; 7 - un pédalier, destiné à être actionné par la force musculaire d'un utilisateur pour la transformer en un couple de pédalage, comprenant deux manivelles de pédalier tournant autour d'un axe de pédalier et deux pédales fixées chacune à une manivelle; - un capteur de vitesse du vélo électrique ; 5 - un moteur électrique d'entraînement, comprenant un stator et un rotor pouvant tourner autour d'un axe de rotor, l'axe du rotor étant écarté tout en étant à proximité de l'axe du pédalier ; - une unité électronique de commande du moteur ; - un premier mécanisme de transmission de couple, le premier mécanisme 10 comprenant une première roue d'entrée, pouvant être entraînée en rotation autour de l'axe du pédalier, un premier élément flexible de transmission, au moins une première roue de sortie, pouvant être entraînée par la première roue d'entrée par l'intermédiaire du premier élément flexible, un premier dispositif de roue libre, adapté pour transmettre le couple de pédalage à la roue arrière par l'intermédiaire de la première roue de sortie ; 15 - un deuxième mécanisme de transmission de couple, distinct du premier mécanisme, le deuxième mécanisme comprenant une deuxième roue d'entrée, pouvant être entraînée en rotation autour de l'axe du rotor, un deuxième élément flexible de transmission, au moins une deuxième roue de sortie, pouvant être entraînée par la deuxième roue d'entrée par l'intermédiaire du deuxième élément flexible, un deuxième dispositif de roue libre, 20 adapté pour transmettre le couple d'entraînement du moteur à la roue arrière par l'intermédiaire de la deuxième roue de sortie ; - une interface homme-machine de pilotage (IHM), reliée à l'unité électronique de commande du moteur, adaptée pour que l'utilisateur puisse démarrer et piloter le moteur indépendamment du couple et/ou de mouvement de pédalage; 25 - au moins un capteur de déclenchement, relié à l'unité électronique de commande du moteur, adapté pour détecter une action intentionnelle de l'utilisateur indépendante de l'action intentionnelle sur l'IHM; l'unité électronique de commande étant adaptée pour, lorsque la vitesse du vélo détectée par le capteur de vitesse est nulle jusqu'à une valeur seuil, autoriser au moins le 30 démarrage du moteur et son pilotage jusqu'à une durée et/ou un couple de rotation et/ou une vitesse de rotation prédéterminée(s), si et seulement si l'utilisateur actionne l'IHM et 8 simultanément le capteur de déclenchement détecte une action intentionnelle de l'utilisateur indépendante de l'action intentionnelle sur l'IHM. Selon un mode de réalisation avantageux, l'unité électronique de commande est en outre adaptée pour, lorsque la vitesse du vélo est au-dessus de la valeur seuil, continuer à 5 autoriser le pilotage du moteur démarré ou non, soit si l'utilisateur actionne l'IHM sans nécessité de détection de la part du capteur de déclenchement, soit si l'utilisateur actionne l'IHM et simultanément le capteur de déclenchement détecte encore une action intentionnelle de l'utilisateur. Ainsi, l'invention consiste essentiellement à implanter deux commandes 10 indépendantes (IHM et capteur de déclenchement volontaire) du moteur électrique dans un vélo à deux transmissions indépendantes (moteur électrique et système de pédalage) selon la demande de brevet FR1755510. Cette double commande indépendante va être actionnée par deux actions distinctes, volontaires et simultanées de l'utilisateur du vélo lorsque celui-ci est à l'arrêt et 15 au moins jusqu'à ce qu'il ait atteint une valeur seuil de vitesse, qui peut être typiquement de l'ordre de 10 à 15 km/h. La nécessité d'avoir deux actions distinctes, volontaires et simultanées de l'utilisateur permet ainsi de garantir sa sécurité ainsi que celle des tiers, c'est-à-dire empêcher tout démarrage intempestif du moteur électrique dans une situation non souhaitée, 20 subie ou activée involontairement par l'utilisateur. Cela pourrait par exemple se produire lorsqu'un objet ou un corps extérieur, tel qu'une branche, un obstacle physique, un vêtement ou n'importe quel produit transporté sur le guidon du vélo viendrait accidentellement actionner l'IHM, c'est-à-dire la commande de base dédiée au pilotage du moteur. 25 Ainsi, le fonctionnement du vélo selon l'invention muni de sa double commande indépendante est le suivant. En utilisation courante, c'est-à-dire lorsque le vélo a une vitesse au-delà de la vitesse seuil, l'utilisateur peut piloter à tout moment et instantanément le moteur électrique par sa commande de base, l'IHM, de préférence constituée par une gâchette ou une poignée 30 d'accélération à retour automatique, montée pivotante sur le guidon du vélo. Par sa conception et son fonctionnement, la gâchette ou poignée d'accélération ne peut normalement être actionnée qu'intentionnellement pendant l'usage. 9 Cette commande de base ou gâchette permet donc à l'utilisateur de doser au juste nécessaire et à chaque instant le régime du moteur. Lorsque l'utilisateur relâche complètement la gâchette d'accélération, le moteur est instantanément coupé grâce au retour mécanique automatique de la gâchette à sa position initiale de coupure. Ce retour 5 automatique de la gâchette d'accélération réalise ainsi la fonction de sécurité en roulage. Lorsque le vélo est à l'arrêt et également lorsque le vélo avance par l'application d'un couple de pédalage ou du fait du relief en descente jusqu'à une valeur seuil de vitesse, l'utilisateur doit simultanément actionner la gâchette d'accélération et réaliser une autre action volontaire détectée par un capteur de déclenchement. 10 Ces deux actions distinctes, volontaires et simultanées sont détectées/analysées sous forme de signaux par l'unité électronique de contrôle-commande du moteur qui déclenche alors le démarrage et la possibilité de pilotage de ce dernier. Le traitement de ces signaux peut être fait soit directement dans le capteur, soit dans le processeur de l'unité électronique de contrôle-commande du moteur. 15 Plusieurs types d'algorithmes appliqués par le processeur peuvent être nécessaires, selon la définition de la loi conditionnelle de la commande par le capteur de déclenchement. 11 peut s'agir d'algorithmes adaptés à : - une mesure directe de la grandeur visée avec un traitement binaire en fonction 20 dépassement ou non d'un seuil ; - une mesure d'une grandeur indirecte puis calcul de la grandeur visée, par exemple d'un effort par le biais d'un déplacement, ou d'un couple par le biais d'une rotation, - une mesure de paramètres fortement variables dans le temps que l'on veillera à filtrer pour bien différencier des valeurs courantes, c'est-à-dire ne correspondant pas à une 25 action intentionnelle, les valeurs caractéristiques de l'action volontaire ; - une détection d'une courbe caractéristique sur la grandeur variable dans le temps, par exemple : - un double appui sur au moins une des deux pédales, - une succession d'appuis courts et longs sur au moins une des deux pédales 30 - une combinaison de déplacements de grande amplitude, puis une amplitude plus réduite, puis un très petit déplacement caractéristique d'un effort/d'un appui sur la pédale. 10 Ainsi, selon un premier mode de réalisation avantageux, le capteur de déclenchement est adapté pour détecter une action intentionnelle de l'utilisateur sur au moins l'une des deux pédales. Ce mode est avantageux car ce type d'action est très naturel pour un cycliste 5 avec ses pédales, et en outre s'apparente à ce qui est déjà fait pour l'homologation des vélos à assistance électrique classiques. Il en diffère cependant par la technologie de détection nécessaire pour mesurer cette action intentionnelle. Selon ce mode, le capteur de déclenchement peut être soit un capteur de force agencé dans une des pédales, soit un capteur de couple agencé dans l' axe du pédalier. 10 Selon une variante avantageuse, le capteur de déclenchement est un capteur de rotation comprenant : - une tête de lecture fixée à proximité de l'axe de pédalier et reliée à l'unité électronique de commande; - une roue de codage fixée sur l'axe du pédalier de telle sorte que son rayon 15 coïncide vienne en regard de la tête de lecture, la tête de lecture et la roue de codage étant adaptées pour mesurer des variations d'angle de rotation du pédalier très faibles, de préférence comprises entre 0,1 et 2°, corrélées à des valeurs de force d' appui sur les pédales et/ou de couple appliqué au pédalier. Selon cette variante, la tête de lecture est de préférence intégrée soit dans le carter 20 externe du moteur électrique, soit dans une des parties du cadre du vélo. De préférence encore, la roue de codage solidaire de l'axe de pédalier est intégrée dans le boitier externe du pédalier. Selon un deuxième mode de réalisation avantageux, le capteur de déclenchement est un capteur tactile fixé sur le guidon du vélo, adapté pour détecter un appui tactile/dextre 25 intentionnel de l'utilisateur. Le choix d'un capteur tactile peut être fait notamment en fonction de la typologie des cyclistes. Selon un troisième mode de réalisation avantageux, le capteur de déclenchement est adapté pour détecter un appui intentionnel de l'utilisateur sur la selle du vélo. Le capteur est alors soit un capteur d'effort fixé sur la selle ou sur le tube de 30 selle, soit un capteur de pression adapté pour mesurer la pression dans la tige de selle. 11 Ici, lorsque l'usager est assis sur la selle, il y a un appui normal. L'action volontaire ne peut donc pas être avérée par la présence d'un appui et donc se limiter à sa simple détection par le capteur. Pour autoriser le déclenchement par l'unité de contrôle-commande du moteur, il 5 faut une combinaison et/ou une séquence avec d'autres paramètres. Ainsi, il peut s'agir au choix : - d'une combinaison entre un appui sur la selle et un appui sur un pédale, ce qui nécessite donc par définition la présence d'un capteur de couple/de force sur au moins une pédale, 10 - d'une séquence d'appuis sur selle entrecoupés par un ou plusieurs appuis sur l' IHM de commande, - d'un appui variable sur la selle, comme par exemple, le fait qu'après avoir été assis, l'utilisateur se lève progressivement de la selle en prenant appui sur ses pédales, tout en actionnant l'IHM. 15 L'invention concerne également sous un autre de ses aspects un procédé de fonctionnement d'un vélo électrique décrit précédemment, comprenant les étapes suivantes: a/ lorsque le vélo est à l'arrêt et jusqu'à une vitesse du vélo inférieure ou égale à la valeur seuil, application d'un couple de pédalage et/ou actionnement de l'IHM par l'utilisateur et simultanément réalisation d'une action intentionnelle de l'utilisateur détectée 20 par le capteur de déclenchement de sorte à appliquer un couple moteur à la roue arrière ; b/ lorsque la vitesse du vélo est supérieure à la valeur seuil, alors application d'un couple de pédalage et/ou pilotage du moteur démarré ou non, soit uniquement par l'actionnement de l'IHM par l'utilisateur, soit par l'actionnement de l'IHM par l'utilisateur et simultanément réalisation d'un action intentionnelle de l'utilisateur détectée par le capteur 25 de déclenchement. L'invention apporte de nombreux avantages parmi lesquels : - tout démarrage involontaire ou accidentel du moteur électrique est évité ; - possibilité d'appliquer un couple de pédalage sans avoir à appliquer la double commande simultanée et volontaire selon l'invention ; 30 - possibilité de démarrage et pilotage du moteur électrique quasi-instantanée quand bien même la double commande selon l'invention doit être actionnée ; 12 - possibilité d'implanter la double commande simultanée et volontaire selon l'invention sur n'importe quel type de vélo électrique à deux transmissions indépendantes (pédalage en parallèle d'une transmission par moteur électrique). Description détaillée 5 D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée d'exemples de mise en oeuvre de l'invention faite à titre illustratif et non limitatif en référence aux figures suivantes parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique partielle d'un prototype de vélo électrique selon l'invention; 10 - la figure 2 est une vue de côté de l'arrière du vélo électrique selon la figure 1; - la figure 3 est une vue schématique en perspective de l'agencement d'un capteur de rotation constituant un capteur de déclenchement d'une double commande du moteur électrique du vélo selon l'invention ; - la figure 4 illustre sous forme de courbes les valeurs d'angle de rotation 15 mesurées par le capteur de la figure 3, corrélées aux valeurs de force appliquée sur les pédales par un utilisateur. Par souci de clarté, les mêmes références désignant les mêmes éléments système selon l'invention sont utilisées pour toutes les figures 1 à 3. Les figures 1 et 2 montrent un vélo électrique 1 selon l'invention. 20 Le vélo électrique 1 comprend un cadre 2 avec une roue arrière 3 agencée entre les deux haubans arrières 20, 21 du vélo. Le mécanisme de transmission du couple de pédalage est classique : il comporte depuis le pédalier 4 pouvant tourner autour de l'axe 40, un plateau 41, une chaîne à rouleaux 12, une cassette de pignons autour de l'axe 11 de roue arrière ainsi qu'un premier dispositif 25 à roue libre, non représenté, permettant d'entrainer la roue arrière uniquement dans le sens horaire du pédalage. Comme visible sur la figure 2, ce mécanisme est implanté comme usuellement c'est-à-dire du côté du hauban arrière à droite 21. Le vélo 1 comprend également une batterie électrique 5, de type Li-polymère 30 qui alimente, par l'intermédiaire d'une électronique de commande, un moteur électrique 6, de type à balais, la batterie et le moteur étant intégrés et fixés à l'intérieur du mât central 5 du cadre 2. 13 Comme visible sur les figures 1 et 2, le moteur électrique 6 est destiné à entraîner directement la roue arrière 3 par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission qui est agencé du côté du hauban arrière 20 à gauche du cadre 2. Plus précisément, l'arbre de sortie du moteur électrique 6 est muni d'une roue 5 dentée 7 qui constitue la roue d'entrée qui entraîne directement, par l'intermédiaire d'une chaîne à rouleaux 8, la roue dentée de sortie 9, sous la forme d'une couronne, montée sur la roue arrière 3 autour de l'axe 11 de roue arrière. Un deuxième dispositif de roue libre, non représenté, permet d'entraîner la roue arrière 3 par le biais de la couronne dentée 9 uniquement lorsqu'elle est entraînée dans un 10 sens par le moteur électrique. Le mécanisme de transmission du couple moteur est donc simple et direct puisqu'il est réalisé sans aucun réducteur de vitesse qui rajouterait d'ailleurs du poids au vélo, comme dans les vélos à assistance électrique selon l'état de l'art. A titre d'exemple, la roue dentée d'entrée 7 peut comporter entre 8 et 12 dents 15 et la roue dentée de sortie 9 entre 60 et 120 dents. Le fonctionnement d'un vélo électrique 1 selon l'invention permet, contrairement aux vélos à assistance électrique selon l'état de l'art, un pilotage instantané complètement hybride et ce dès l'arrêt du vélo. Ainsi, les modes de fonctionnement du vélo électrique en roulage peuvent être 20 les suivants : - un mode classique de pédalage sans aucune action du moteur électrique et de son mécanisme de transmission sur la roue arrière ; - un mode d'action unique du moteur électrique sur la roue arrière, sans aucune action de pédalage. Ce mode peut être actionné au démarrage, ou en cas d'obstacle et/ou de 25 pente très raide impossible à franchir par la seule force de pédalage ; un mode combiné d'actions de pédalage et du moteur électrique dans lequel le couple du moteur électrique vient compléter celui du pédalage ou vice-et-versa. Un autre mode de fonctionnement rendu possible par le mécanisme de transmission est, lors des phases de freinage ou en descente, l'utilisation du moteur comme 30 un frein par blocage du mécanisme de roue libre dédié, ce frein moteur réalise aussi avantageusement une récupération d'énergie en rechargeant la batterie d'alimentation du moteur et/ou un super condensateur. 14 L'interface homme-machine reliée à l'unité électronique de commande du moteur, qui permet à l'utilisateur de piloter le moteur, est sous la forme d'une gâchette d'accélération montée pivotante sur le guidon du vélo. Cette gâchette est à retour automatique, c'est-à-dire qu'en l'absence d'appui sur elle, elle revient à sa position inactive 5 dans laquelle le moteur électrique ne peut apporter de couple à la roue arrière. Les inventeurs ont pensé à implanter une fonction de sécurité supplémentaire au vélo qui vient d'être décrit. En effet, du fait de l'indépendance entre la transmission par pédalage et celle par moteur en parallèle, en l'absence de sécurité, n'importe quelle action sur la gâchette se 10 traduirait par un démarrage du moteur électrique et donc un couple moteur apporté directement à la roue arrière du vélo. Or, cela pourrait comprendre les actions involontaires de la part de l'utilisateur ou accidentelles. Par exemple, l'utilisateur marchant à côté de son vélo en le poussant peut actionner de manière involontaire la gâchette d'accélération. Par exemple encore, un corps 15 extérieur, telle qu'une branche d'arbre, un vêtement ou autre produit posé sur le guidon peut faire pivoter accidentellement la gâchette. Si, en roulage, l'utilisateur peut réagir rapidement dans la plupart de ces situations sans que cela n'ait de conséquences néfastes, en maitrisant à nouveau l'action sur la gâchette, cela peut être plus gênant voire dangereux lorsque le vélo est à l'arrêt et plus 20 généralement à basse vitesse dans des situations de démarrage du vélo. Aussi, selon l'invention, il est prévu une double commande du moteur électrique, c'est-à-dire en sus de la commande par la gâchette, une autre action volontaire et simultanée de la part de l'utilisateur détectée par un capteur supplémentaire dont la fonction est de déclencher la possibilité du pilotage du moteur par la commande de la gâchette. 25 Ainsi, lorsque la vitesse du vélo détectée par un capteur de vitesse du vélo est nulle jusqu'à une valeur seuil, l'unité de contrôle-commande va autoriser au moins le démarrage du moteur et son pilotage jusqu'à une durée et/ou un couple de rotation et/ou une vitesse de rotation prédéterminée(s), si et seulement si l'utilisateur actionne l'IHM et simultanément le capteur de déclenchement détecte une action intentionnelle de l'utilisateur. 30 Un mode de réalisation avantageux du capteur de déclenchement est un capteur de rotation qui agit comme un capteur de force de pédalage. 15 L'agencement d'un tel capteur 13 au niveau du pédalier 4 du vélo est monté en figure 3. Le capteur 13 comprend une tête de lecture 15 fixée à proximité de l'axe 40 de pédalier et reliée à l'unité électronique de commande du moteur, ainsi qu'une roue de codage 5 16 solidaire avec l' axe du pédalier 40 de telle sorte que son rayon vienne en regard à distance de la tête de lecture 15. Plus précisément, la tête de lecture 15 est logée dans un logement spécifique prévu dans le capot de fermeture 60 du logement du moteur électrique 6, la tête étant maintenue par la pièce de fermeture 14. 10 La roue de codage 16 forme une excroissance d'une bague à l'extérieur du boitier 41 de pédalier 4, comme montré en figure 3. Ainsi, la roue de codage 16 peut présenter un grand diamètre ce qui permet d'envisager d'y coder un grand nombre d'informations. Cette roue de codage 16 annulaire peut comporter avantageusement au moins une piste principale comportant un nombre entier N de repères positionnés de manière à 15 présenter une symétrie de révolution d'ordre N, N étant supérieur ou égal à 8, de préférence supérieur ou égal à 36, autour de l'axe du pédalier. Ces repères peuvent être constitués notamment par des pôles magnétiques, des repères optiques ou des repères mécaniques sous la forme de saillies, creux ou d'évidements. De préférence, la tête de lecture 15 comporte une pluralité d'éléments sensibles 20 adaptés pour lire une piste de la roue de codage annulaire, et regroupés en au moins deux sous-ensembles pour délivrer au moins deux signaux électriques déphasés, préférentiellement en quadrature. Pour accroître la résolution spatiale, on peut avantageusement prévoir que la tête de lecture est liée à un interpolateur spatial adapté pour multiplier le nombre d'impulsions 25 issus une piste de la roue de codage annulaire par un coefficient supérieur ou égal à 2, de préférence supérieur à 4. On se référera le cas échéant aux demandes de brevet FR2792403 ou FR2754063 ou W098/14756 pour des descriptifs de divers type de têtes de lectures connues de l'homme du métier, et de leur mise en oeuvre. Si la roue de codage 16 est magnétique, les éléments sensibles peuvent être 30 choisis, par exemple, dans un groupe comprenant les sondes à effet Hall, les magnétorésistances, les magnétorésistances géantes. 16 Les inventeurs ont réalisé des mesures expérimentales pour corréler les valeurs de rotation du pédalier en butée de transmission aux valeurs de forces d'appui exercées sur les pédales et, ce afin de calibrer une valeur minimale qui correspond à un appui volontaire/intentionnel que l'unité de contrôle-commande de moteur reconnaît comme tel. 5 Les mesures expérimentales ont été réalisées selon trois phases consécutives que l'on peut distinguer, comme ci-après. On précise ici que les essais ont été réalisés avec un utilisateur de 65kg. Phase 1: Initialement, le jeu dans le mécanisme de transmission du couple est maximal. Pour rattraper ce jeu, la manivelle est amenée en butée de transmission, dans une 10 position angulaire à environ 45° par rapport à la verticale, ce qui correspond à une position naturelle dans laquelle un utilisateur amène sa pédale d'appui initial lorsqu'il souhaite démarrer. L'utilisateur fournit donc un effort relativement faible sur la pédale pour arriver en butée de transmission. La vitesse du vélo est nulle. 15 Phase 2 : L'utilisateur continue d'appuyer progressivement sur la pédale, ce qui lui permet de rattraper l'élasticité des manivelles et du pédalier. L'effort fourni est plus important. La vitesse du vélo est nulle. Phase 3 : Le vélo commence à avancer. L'utilisateur commence à pédaler. L'effort est légèrement supérieur à l'effort précédent. L'angle parcouru augmente assez 20 rapidement. La vitesse est non nulle et l'accélération est positive. Ainsi, au cours de ces phases 1 à 3, différentes valeurs de forces sont appliquées sur la pédale et on mesure à l'aide du capteur de rotation précédemment décrit les valeurs correspondantes de rotation. Le tableau ci-dessous donne les valeurs mesurées. 25 30 17 Force appliquée sur le Valeur de la rotation du Phase pédalier en N pédalier en ° 0,432 0,4 1 0,647 0,4 1 0,863 0,4 1 0,981 1,8 1 1,020 6,6 1 1,079 7 1 1,295 7,2 2 1,511 7,2 2 1,727 7,2 2 4,944 7,2 2 10,948 7,2 2 15,578 7,4 2 19,698 7,4 2 25,074 7,6 2 29,469 7,6 2 30,509 7,6 2 31,372 7,6 2 31,833 8,6 3 32,530 9,2 3 33,570 9,6 3 34,826 10 3 Les résultats de ces mesures sont illustrés sur forme d'une courbe en figure 4. Il en ressort que : 5 - lors de la phase 1 : l'utilisateur doit fournir un effort de pédalage d'IN, pour un angle parcouru par le pédalier compris entre 6,5 et 7° ; - lors de la phase 2, qui est la phase mise à profit dans le cadre de l'invention, l'effort de pédalage est de l'ordre de 30 à 33 N pour un angle parcouru par le pédalier compris entre 7 et 8°, soit un angle supplémentaire entre 1 et 2°; 18 - lors de la phase 3 de démarrage du vélo, l'effort est de l'ordre de 35N. Le calcul de la pente de la courbe à partir des mesures lors du passage de la phase 1 à la phase 2, donne une valeur comprise entre 50 et 75daN/°. Autrement dit, avec une sensibilité du capteur de 0,1°, on détecte une variation comprise entre 5 et 7,5N. 5 Ainsi, avec un capteur de rotation comme décrit ci-dessus, on peut tout-à-fait détecter avec une très grande sensibilité, une variation conséquente de force qui correspond à un appui intentionnel d'un utilisateur du vélo selon l'invention. D'autres variantes et réalisations peuvent être envisagées sans pour autant sortir du cadre de l'invention qui vient d'être décrite. 10 L'expression « comportant un » ou « comprenant un » doit être comprise comme étant synonyme de « comportant au moins un », REVENDICATIONS1. Vélo électrique (1), comprenant : - une roue arrière (3) ; - un pédalier (4), destiné à être actionné par la force musculaire d'un utilisateur pour la transformer en un couple de pédalage, comprenant deux manivelles de pédalier tournant autour d'un axe de pédalier (40) et deux pédales fixées chacune à une manivelle; - un capteur de vitesse du vélo électrique ; - un moteur électrique d'entraînement, comprenant un stator et un rotor pouvant tourner autour d'un axe de rotor, l'axe du rotor étant écarté tout en étant à proximité de l'axe du pédalier ; - une unité électronique de commande du moteur ; - un premier mécanisme de transmission de couple, le premier mécanisme comprenant une première roue d'entrée, pouvant être entraînée en rotation autour de l'axe du pédalier, un premier élément flexible de transmission (12), au moins une première roue de sortie, pouvant être entraînée par la première roue d'entrée par l'intermédiaire du premier élément flexible, un premier dispositif de roue libre, adapté pour transmettre le couple de pédalage à la roue arrière par l'intermédiaire de la première roue de sortie ; - un deuxième mécanisme de transmission de couple, distinct du premier mécanisme, le deuxième mécanisme comprenant une deuxième roue d'entrée (7), pouvant être entraînée en rotation autour de l'axe du rotor, un deuxième élément flexible de transmission (8), au moins une deuxième roue de sortie (9), pouvant être entraînée par la deuxième roue d'entrée par l'intermédiaire du deuxième élément flexible, un deuxième dispositif de roue libre (14), adapté pour transmettre le couple d'entraînement du moteur à la roue arrière par l'intermédiaire de la deuxième roue de sortie ; - une interface homme-machine de pilotage (IHM), reliée à l'unité électronique de commande du moteur, adaptée pour que l'utilisateur puisse démarrer et piloter le moteur indépendamment du couple et/ou du mouvement de pédalage; - au moins un capteur de déclenchement, relié à l'unité électronique de commande du moteur, adapté pour détecter une action intentionnelle de l'utilisateur indépendante de l'action intentionnelle sur l' IHM; l'unité électronique de commande étant adaptée pour, lorsque la vitesse du vélo détectée par le capteur de vitesse est nulle jusqu'à une valeur seuil, autoriser au moins le 20 démarrage du moteur et son pilotage jusqu'à une durée et/ou un couple de rotation et/ou une vitesse de rotation prédéterminée(s), si et seulement si l'utilisateur actionne l'IHM et simultanément le capteur de déclenchement détecte une action intentionnelle de l'utilisateur indépendante de l'action intentionnelle sur l'IHM. 5 2. Vélo électrique selon la revendication 1, l'IHM étant constituée par une gâchette ou d'une poignée d'accélération à retour automatique, montée pivotante sur le guidon du vélo. 3. Vélo électrique selon la revendication 1 ou 2, l'unité électronique de commande étant en outre adaptée pour, lorsque la vitesse du vélo est au-dessus de la valeur 10 seuil, continuer à autoriser le pilotage du moteur démarré ou non, soit si l'utilisateur actionne FIFIM sans nécessité de détection de la part du capteur de déclenchement, soit si l'utilisateur actionne l'IHM et simultanément le capteur de déclenchement détecte encore une action intentionnelle de l'utilisateur. 4. Vélo électrique selon l'une des revendications 1 à 3, le capteur de 15 déclenchement étant adapté pour détecter une action intentionnelle de l'utilisateur sur au moins l'une des deux pédales. 5. Vélo électrique selon la revendication 4, le capteur de déclenchement étant soit un capteur de force agencé dans une des pédales, soit un capteur de couple agencé dans l'axe du pédalier. 20 6. Vélo électrique selon la revendication 5, le capteur de déclenchement étant un capteur de rotation comprenant : - une tête de lecture fixée à proximité de l'axe de pédalier et reliée à l'unité électronique de commande; - une roue de codage fixée sur l'axe du pédalier de telle sorte que son rayon 25 vienne en regard de la tête de lecture, la tête de lecture et la roue de codage étant adaptées pour mesurer des variations d'angle de rotation du pédalier très faibles par rapport à une position de ce dernier en butée de transmission, de préférence comprises entre 0,1 et 2°, corrélées à des valeurs de force d'appui sur les pédales et/ou de couple appliqué au pédalier. 30 7. Vélo électrique selon la revendication 6, la tête de lecture étant intégrée soit dans le carter externe du moteur électrique, soit dans une des parties du cadre du vélo. 21 8. Vélo électrique selon la revendication 6 ou 7, la roue de codage solidaire de l'axe de pédalier étant intégrée dans le boitier externe du pédalier. 9. Vélo électrique selon l'une des revendications 1 à 3, le capteur de déclenchement étant un capteur tactile fixé sur le guidon du vélo, adapté pour détecter un 5 appui tactile intentionnel de l'utilisateur 10. Vélo électrique selon l'une des revendications 1 à 3, le capteur de déclenchement étant adapté pour détecter un appui intentionnel de l'utilisateur sur la selle du vélo. 11. Vélo électrique selon la revendication 10, le capteur étant soit un capteur 10 d'effort fixé sur la selle ou sur le tube de selle, soit un capteur de pression adapté pour mesurer la pression dans la tige de selle. 12. Procédé de fonctionnement d'un vélo électrique selon l'une des revendications 1 à 11, comprenant les étapes suivantes : a/ lorsque le vélo est à l'arrêt et jusqu'à une vitesse du vélo inférieure ou égale à 15 la valeur seuil, application d'un couple de pédalage et/ou actionnement de l'IHM par l'utilisateur et simultanément réalisation d'un action intentionnelle de l'utilisateur détectée par le capteur de déclenchement de sorte à appliquer un couple moteur à la roue arrière ; b/ lorsque la vitesse du vélo est supérieure à la valeur seuil, alors application d'un couple de pédalage et/ou pilotage du moteur démarré ou non, soit uniquement par 20 l'actionnement de l'IHM par l'utilisateur, soit par l'actionnement de l'IHM par l'utilisateur et simultanément réalisation d'un action intentionnelle de l'utilisateur détectée par le capteur de déclenchement.