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FR3145544A1 - Véhicule léger à deux roues motorisé à sécurité et manœuvrabilité augmentée - Google Patents

Véhicule léger à deux roues motorisé à sécurité et manœuvrabilité augmentée Download PDF

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FR3145544A1
FR3145544A1 FR2301145A FR2301145A FR3145544A1 FR 3145544 A1 FR3145544 A1 FR 3145544A1 FR 2301145 A FR2301145 A FR 2301145A FR 2301145 A FR2301145 A FR 2301145A FR 3145544 A1 FR3145544 A1 FR 3145544A1
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Jean-Pierre Cuvilly
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CUVILLY JEAN PIERRE
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CUVILLY JEAN PIERRE
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Abstract

Dispositif pour augmenter la sécurité aux basses vitesses et à l’arrêt, ainsi que la manœuvrabilité des véhicules légers à deux-roues motorisés. Caractérisé en ce que le véhicule comporte des roues latérales à directivité fixe ajoutées aux deux roues normales, ayant la faculté de se solidariser au châssis aux basses vitesses et à l’arrêt, lui apportant ainsi une stabilité statique, et de s’en dégager à des vitesses supérieures rendant ainsi au véhicule son comportement dynamique de deux roues. En conséquence de quoi et pour respecter l’épure de Jeantaud, les roues avant et arrière, motrices, sont dotées de la faculté de pivoter en miroir augmentant considérablement la manœuvrabilité du véhicule. Lesdites roues sont actionnées par un volant manœuvré par le conducteur. Figure pour l’abrégé : [Fig.2]

Description

Véhicule léger à deux roues motorisé à sécurité et manœuvrabilité augmentée
Traditionnellement :
1/ Les véhicules légers à deux roues motorisés (VL2RM) sont instables à basse vitesse.
Comme pour tous les deux-roues, la stabilité en roulis est obtenue par la conduite dynamique du véhicule en correction permanente de trajectoire. En dessous d’une certaine vitesse cette correction n’est plus possible et la stabilité diminue jusqu’à être nulle à l’arrêt. Elle est alors compensée par la dépose des pieds au sol du (de la) conducteur (trice), créant ainsi un polygone de sustentation quadrangulaire en losange. Cette instabilité endémique du deux roues est pourvoyeuse de nombreuses chutes provoquant des dommages corporels et matériels conséquents.
Une évolution récente de ce concept est le « trois roues » dont les deux roues avant sont directrices et non motrices, couplées à une roue motrice non directrice à l’arrière. Cette configuration améliore la stabilité aux basses vitesses par la création d’un polygone de sustentation triangulaire, affranchissant le (la) conducteur (trice) de la nécessité de déposer les pieds au sol. Ce dispositif du fait de sa conception ne dégrade pas la faculté de giter en virage comme un deux-roues traditionnel. Toutefois, le polygone de sustentation est très réduit au droit du centre de gravité de l’ensemble du véhicule, d’où une amélioration de la sécurité réelle, mais certainement insuffisante.
Il existe par ailleurs des solutions d’aide à la stabilisation des véhicules à deux roues au moyen de roulettes latérales envisagées comme accessoires amovibles ou escamotables pour les vélos d’enfants ou d’adultes. Certaines motos très lourdes peuvent en être équipées en option pour les manœuvres en garage. Dans ce cas, les axes de rotation des roulettes sont alignés avec celui de la roue arrière afin de respecter l’épure de Jeantaud, ou bien, des roulettes directrices de type « trainée » ou « folle » sont positionnées sur l’axe médian du véhicule.
Ce constat d’instabilité et de dangerosité endémique des VL2RM limite leur usage à une population en acceptance avec un fort degré de prise de risque dans le cadre d’un budget limité ; soit une population masculine adulte en bonne condition physique et psychique. Les populations plus âgées ou plus fragiles se tournent par défaut vers les petites voitures, certes plus sécurisées mais aussi plus lourdes et plus chères, particulièrement en version électrique.
2/ Les VL2RM sont peu manœuvrants à basse vitesse.
Cette faible manœuvrabilité à basse vitesse est directement liée à la limitation de l’angle de braquage de la seule roue avant directrice et non motrice, couplée à une roue arrière motrice mais non directrice, généralement dépourvue de marche arrière. Actuellement, pour assurer les manœuvres de parking et de garage le (la) conducteur (trice) doit descendre de son véhicule et s’investir physiquement (voire athlétiquement) par poussage et tirage, braquage et contre-braquage du guidon à la force des bras, puis actionner la béquille en soulevant le véhicule. Ces manœuvres peuvent être risquées en fonction du poids du véhicule (souvent plus de 100kg), de l’état de la chaussée, et ainsi provoquer des chutes.
Il existe par ailleurs, depuis longtemps, dans d’autres domaines que celui du deux-roues, une disposition du train roulant à quatre roues « en losange » permettant des rayons de giration très courts voire nuls. Les roues avant et arrière sont « folles » ou directrices et pivotent en miroir, les deux roues latérales sont motrices ou non, par exemple : chariots de manutention, engins de travaux publics et agricoles, voitures rhomboïdes expérimentales. Dans le domaine de l’automobile, ce concept de roues « en losange » n’a jamais été adopté en production à large diffusion pour des raisons d’instabilité dynamique donc de sécurité, car une partie très importante de la masse du véhicule se situe à l’extérieur du polygone de sustentation.
Les dessins annexés illustrent l’invention :
représente la vue de côté de l’ensemble des dispositifs de l’invention avec mannequin, batteries et sièges.
représente la vue en perspective de l’ensemble des dispositifs de l’invention avec mannequin, batteries et sièges.
représente la vue de côté et la vue de dessus détaillée avec les seuls éléments nécessaires à la compréhension.
représente la vue de face détaillée avec les seuls éléments nécessaires à la compréhension.
représente le détail du système de blocage/déblocage des bras latéraux par mâchoires sur élément de friction.
représente une variante du système de blocage des bras latéraux par l’action d’un vérin.
représente le véhicule vu de face en virage, les angles de gite, et l’angle limiteur de dévers (antichute).
représente le véhicule vu de face arrêté sur une chaussée déformée.
représente le véhicule en giration sur lui-même, et l’application équilibrée des couples moteurs.
représente le véhicule en giration sur lui-même, et l’application équilibrée des couples moteurs.
La présente invention permet de remédier à ces deux inconvénients : instabilité à vitesse lente et à l’arrêt, et faible manœuvrabilité, en combinant en une seule entité cohérente les dispositifs techniques caractérisés suivants :
1- La présente invention est caractérisée par l’adjonction de deux roues latérales à directivité fixe, non motrices (13) à un véhicule à deux roues motorisé classique ( et ). Lesdites roues latérales sont disposées sur l’axe médian (2) de part et d’autre et à distance égale de l’axe longitudinal (1) et sont fixées à l’extrémité de bras oscillants indépendants (8) solidaires du châssis central (5). L’axe d’oscillation (4) de l’ensemble bras/roue côté gauche, ou côté droit est, selon un mode de réalisation, parallèle à l’axe médian (2) et en amont de celui-ci. Ce dispositif adopte le principe de « roue traînée » qui est avantageux par sa forte capacité d’absorption d’obstacles par échappement, ainsi que par l’absence de ripage transversal sur la route quel que soit l’importance du dévers. L’amplitude angulaire de l’ensemble bras/roue est déterminée par l’angle de gite (20) autorisé de part et d’autre de l’axe vertical ainsi que par le degré d’absorption acceptable des irrégularités de la chaussée (21). L’ensemble bras/roue oscillant se présente sous deux états différents, actif ou inactif :
  • Il est actif quand il est verrouillé en position basse en pression sur le sol assurant la stabilité du véhicule. Cet état est affecté aux vitesses lentes et à l’arrêt. État que l’on peut nommer :MODE PARKING.
  • Il est inactif quand il est déverrouillé en roulage « flottant ». Les roues latérales reposent au sol par leur propre poids et suivent les dénivelés de la chaussée librement sans retour d’effort vers le châssis rendant au VL2RM son comportement routier traditionnel de deux roues. État que l’on peut nommer :MODE ROUTE.
Ces deux modes sont activés manuellement ou automatiquement lors de différents arrêts et redémarrages tels que : STOP, FEUX rouges, livraison, parking, garage, etc.
La mobilité angulaire des bras oscillants est limitée par une butée haute (11) et une butée basse (12), la butée haute ayant pour fonction d’empêcher le véhicule de se coucher sur le côté, épargnant ainsi des blessures graves sur les membres inférieurs des occupants en cas d’accident.
Selon un mode de réalisation économique l’effet de stabilisation recherché à basse vitesse et à l’arrêt est réalisé par le blocage d’un élément de friction (9) circulaire ou linéaire solidaire du bras oscillant (8), se déplaçant en coulissant entre deux mâchoires de serrage (10) solidaires du châssis central (5). Lesdites mâchoires sont mues par tout moyen mécanique, hydraulique ou électromécanique connu. La commande activant/désactivant ces mâchoires peut être actionnée de manière automatique selon une cartographie de vitesse préprogrammée, ou manuelle.
Selon un autre mode de réalisation consommant de l’énergie, l’immobilisation en position basse des roues latérales est obtenue par exemple, par l’effet de vérins électriques (17) linéaires ou rotatifs agissant sur les bras oscillants (8), lesdits vérins étant pilotés par commande manuelle ou par une commande électronique associée à des capteurs d’attitude.
Contrairement à l’agencement rigide du train de quatre roues disposées en losange connu en automobile, la présente invention propose de rendre rigide ou non l’assemblage de ces quatre roues en fonction de la vitesse, et ceci, à la demande. Soit, dans un mode de stabilité/sécurité statique à basse vitesse, comme en voiture, soit dans un mode de stabilité dynamique en vitesse supérieure, comme en deux roues.
Contrairement à l’agencement rigide du train de quatre roues disposées en losange connu en automobile, la présente invention inscrit la masse du véhicule entièrement à l’intérieur du polygone de sustentation.
Contrairement à l’agencement rigide du train de quatre roues disposées en losange connu en automobile, la présente invention limite l’usage des roues en losange exclusivement aux très basses vitesses.
2- En conséquence de la disposition précédente proposant l’implantation de roues latérales à directivité fixe, et afin de respecter l’épure de Jeantaud, la présente invention est caractérisée par la dotation des roues avant et arrière (6) de la faculté de pivoter en miroir de part et d’autre de l’axe longitudinal (1) de manière synchronisée afin que leurs axes de rotation respectifs et les axes de rotation des roues latérales soient convergents en un point unique situé sur l’axe médian (2). Selon un mode de réalisation économique, le pivotement inversé et synchronisé des roues avant et arrière est réalisé par une timonerie de direction (14) constituée de poulies, courroies et câbles croisés. Le degré d’amplitude du pivotement des roues avant et arrière est de 90° de part et d’autre de l’axe longitudinal de façon à augmenter la faculté de giration du véhicule jusqu’à pouvoir tourner sur lui-même ( et ), améliorant considérablement la manœuvrabilité. En associant ce dispositif à la fonction très économique (en électrique) de la marche arrière, on augmente encore les possibilités de manœuvre.
La direction du véhicule est assurée par un volant (16) solidaire d’une colonne (19) reliée selon un mode de réalisation économique par un jeu de poulie et courroie à la timonerie de direction (14).
Les deux roues directrices avant et arrière (6) sont mues par des moteurs électriques (7) montés en moyeu. Cette double motricité a pour avantage d’améliorer la sécurité en virage serré par une répartition équilibrée des couples moteurs (21) avant/arrière dont le point d’application se situe sur l’axe médian (2) du véhicule.
Dispositif selon lequel un plancher repose-pied protecteur (18) fixé de part et d’autre du châssis central, a pour double effet : d’interdire la dépose des pieds du conducteur au sol en amont des roues latérales et de leurs bras oscillants, afin d’éviter les risques de « fauchage » des jambes, d’apporter au V2RM un confort de conduite proche de celui d’une voiture : Une fois installé, le conducteur n’a plus à mettre les pieds au sol ( et ).
La présente invention est particulièrement destinée à la mobilité électrique légère, urbaine et périurbaine à vitesse limitée. Le prix de vente cible devait se situer entre le prix moyen d’un scooter électrique et le prix moyen d’une voiturette électrique. La présente invention répond à un besoin immédiat du marché concernant toutes les tranches d’âge mais particulièrement grâce à ses solutions de sécurisation, les personnes âgées et fragiles, mais aussi grâce à ses solutions de manœuvrabilité les livreurs à domicile sollicités par de nombreuses manœuvres et stationnements brefs. La présente invention se prête facilement à une production industrielle de masse. Toutes les techniques mentionnées sont connues, disponibles et bon marché.

Claims (9)

  1. Dispositif caractérisé en ce que deux roues latérales à directivité fixe (13) et non motrices sont ajoutées à un véhicule à deux roues motorisé classique. Lesdites roues latérales sont disposées sur l’axe médian (2) de part et d’autre et à distance égale de l’axe longitudinal (1) et sont fixées à l’extrémité de bras oscillants (8) indépendants solidaires du châssis central (5). L’axe d’oscillation (4) de l’ensemble bras/roue côté gauche, ou côté droit est selon un mode de réalisation parallèle à l’axe médian (2) et en amont de celui-ci engendrant le principe de roue trainée. L’amplitude angulaire de l’ensemble bras/roue est déterminée par l’angle de gite (20) autorisé de part et d’autre de l’axe vertical ainsi que par le degré d’absorption acceptable des irrégularités de la chaussée (21). Lesdites roues reposent au sol par leur propre poids sans retour d’effort vers le châssis.
  2. Dispositif, selon la revendication 1 caractérisé en ce que La mobilité angulaire des bras oscillants (8) est limitée par une butée haute (11) et une butée basse (12), la butée haute ayant pour fonction d’empêcher le véhicule de se coucher sur le côté.
  3. Dispositif, selon la revendication 1 caractérisé en ce que l’effet de stabilisation recherché à basse vitesse et à l’arrêt est réalisé par blocage d’un élément de friction (9) circulaire ou linéaire solidaire du bras oscillant (8), se déplaçant en coulissant entre deux mâchoires de serrage (10) solidaires du châssis central. Lesdites mâchoires sont mues par tout moyen mécanique hydraulique ou électromécanique connu en opérant à la manière de freins à disques. La commande activant/désactivant ces mâchoires peu être actionnée de manière automatique selon une cartographie de vitesse préprogrammée, ou manuelle.
  4. Dispositif en variante de la revendication 3, selon lequel l’immobilisation des roues (13) en position basse est réalisée par l’action de vérins électriques (17) linéaires ou rotatifs sur les bras oscillants (8), lesdits vérins étant pilotés par commande manuelle ou par une commande électronique associée à des capteurs d’attitude.
  5. Dispositif selon la revendication 1, destiné à respecter l’épure de Jeantaud dans les trajectoires courbes en dotant les roues avant et arrières (6) de la faculté de pivoter en miroir de part et d’autre de l’axe longitudinal (1). Selon un mode de réalisation économique, le pivotement inversé et synchronisé des roues avant et arrière est réalisé par une timonerie de direction constituée de poulies, courroies et câbles croisés (14).
  6. Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que le degré d’amplitude du pivotement des roues avant et arrières est de 90° de part et d’autre de l’axe longitudinal (1) de façon à augmenter la faculté de giration du véhicule jusqu’à pouvoir tourner sur lui-même.
  7. Dispositif selon les revendications 5 et 6 caractérisé en ce que les roues avant et arrière (6) sont mues par des moteurs électriques (7) montés en moyeu, lesdits moteurs ont la faculté de marche avant et de marche arrière.
  8. Dispositif selon les revendications 5 et 6 caractérisé en ce que la direction du véhicule est assuré par un volant (16) solidaire d’une colonne (19) reliée au châssis selon un mode de réalisation économique par un jeu de poulie et courroie à la timonerie de direction (14).
  9. Dispositif caractérisé en ce que la zone située de part et d’autre du châssis en amont des roues stabilisatrices latérales et de leurs bras oscillants, est comblée par un plancher (18) interdisant la dépose des pieds au sol.
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