ENGIN ROULANT COMPRENANT AU MOINS UNE ROUE MOTRICE ELECTRIQUE AUTONOME EN ENERGIE
L'invention concerne un engin roulant comprenant au moins une roue motrice électrique autonome en énergie. Un véhicule léger peut être équipé d'une ou plusieurs roues motrices électriques autonomes en énergie d'un système permettant de déplacer le véhicule sans effort, ou avec un effort limité de la part d'un utilisateur. Des systèmes de motorisation sont connus des fabricants de chariots électriques, vélos à assistance électrique, véhicules légers électriques ou hybrides. Un tel système comprend un ou plusieurs moteurs électriques, un contrôleur qui assure le pilotage des moteurs électriques, une batterie composée d'accumulateurs constituant une réserve d'énergie électrique, et une commande assurant l'interface avec l'utilisateur et permettant d'agir sur le moteur. Les documents WO-A-2004/050385, WO-A-03/030336, WO-A-03/097437 ou EPA-2 266 830 décrivent chacun un système de motorisation autonome comprenant un moteur, des accumulateurs, et un contrôleur montés dans un seul ensemble. Il existe cependant un besoin pour une intégration optimisée d'une ou plusieurs roues motrices électriques autonomes en énergie sur un véhicule léger afin de garantir une manipulation efficace de l'engin. A cet effet l'invention propose un engin roulant comprenant : - au moins une roue motrice électrique autonome en énergie ; - un moyen de sollicitation au sol de la roue motrice. Selon les modes de réalisation, l'engin roulant selon l'invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - la roue motrice est fixe ; - la roue motrice est pivotante ; - au moins deux roues motrices sont agencées sur une ligne perpendiculaire à la direction de roulage de l'engin ; - l'engin comprend en outre un moyen de contrôle du fonctionnement de chaque roue motrice ; - le moyen de sollicitation au sol de la roue motrice est constitué un dispositif de suspension ; - le moyen de sollicitation au sol de la roue motrice est constitué par l'agencement de la au moins une roue motrice dans une position horizontale inférieure à la position horizontale de la au moins une roue non motrice ; 32908--110614-texte depôt - 2 - l'engin comprend en outre un moyen de mesure d'un effort exercé sur l'engin et un moyen de contrôle du fonctionnement de la roue motrice en fonction de l'effort exercé ; - la roue motrice est contrôlée pour exercer un effort dans le sens de déplacement de l'engin ; - la roue motrice est contrôlée pour exercer un effort dans le sens inverse de déplacement de l'engin. Selon une application, l'engin roulant selon l'invention est tracté ou propulsé, ladite au moins une roue motrice électrique autonome en énergie comprenant un système de gestion électronique adapté à commander le fonctionnement de la roue motrice. Selon une application, une pluralité d'engins roulants selon l'invention sont attelés les uns aux autres. Selon une caractéristique, l'ensemble d'engins attelés comprend des moyens de communication entre les roues motrices de chaque engin.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit. Cette description est donnée à titre d'exemple uniquement, et en référence aux figures annexées qui montrent : figures la et lb, des schémas d'un engin roulant selon un premier mode de réalisation de l'invention, respectivement lorsque l'engin roule en ligne droite et lorsqu'il tourne ; figures 2a et 2b, des schémas d'un engin roulant selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, respectivement lorsque l'engin roule en ligne droite et lorsqu'il tourne ; figures 3a et 3b, des schémas d'un engin roulant selon un troisième mode de réalisation de l'invention, respectivement lorsque l'engin roule en ligne droite et lorsqu'il tourne ; figures 4a et 4b, des schémas d'un engin roulant selon un quatrième mode de réalisation de l'invention, respectivement lorsque l'engin roule en ligne droite et lorsqu'il tourne ; figures 5a et 5b, des schémas d'un engin roulant selon un cinquième mode de réalisation de l'invention, respectivement lorsque l'engin roule en ligne droite et lorsqu'il tourne ; figures 6a et 6b, des schémas d'un engin roulant selon un sixième mode de réalisation de l'invention, respectivement lorsque l'engin roule en ligne droite et lorsqu'il tourne ; 32908--110614-texte depôt 2976525 -3 figures 7a et 7b, des schémas d'un engin roulant selon un septième mode de réalisation de l'invention, respectivement lorsque l'engin roule en ligne droite et lorsqu'il tourne ; figures 8a et 8b, des schémas d'un engin roulant selon un huitième mode de réalisation de l'invention, respectivement lorsque l'engin roule en ligne droite et lorsqu'il tourne ; figures 9a et 9b, des schémas d'un engin roulant selon un neuvième mode de réalisation de l'invention, respectivement lorsque l'engin roule en ligne droite et lorsqu'il tourne ; figures l0a et 10b, des schémas d'un engin roulant selon un dixième mode de réalisation de l'invention, respectivement lorsque l'engin roule en ligne droite et lorsqu'il tourne ; figures 1la et l lb, des schémas d'un engin roulant selon un onzième mode de réalisation de l'invention, respectivement lorsque l'engin roule en ligne droite et lorsqu'il tourne ; figure 12, un premier exemple d'un engin roulant selon l'invention, à vide ; figure 13, l'engin de la figure 12 chargé ; figure 14, l'engin de la figure 13 évoluant sur un sol non plat formant un arrête ; figure 15, l'engin de la figure 13 évoluant sur un sol non plat formant un creux ; figure 16, un deuxième exemple d'un engin roulant selon l'invention ; figure 17, un troisième exemple d'un engin roulant selon l'invention ; figure 18, un quatrième exemple d'un engin roulant selon l'invention ; figure 19, un cinquième exemple d'un engin roulant selon l'invention ; figure 20, un sixième exemple d'un engin roulant selon l'invention ; figure 21, un septième exemple d'un engin roulant selon l'invention ; figure 22, un huitième exemple d'un engin roulant selon l'invention.
L'invention concerne un engin roulant comprenant au moins une roue motrice électrique autonome en énergie, par exemple du type décrit dans le document EP-A-2 266 830. Une ou plusieurs roues motrices en énergie peuvent être utilisées pour apporter une fonction de traction ou de propulsion ou une assistance au déplacement d'un engin roulant. Un engin roulant peut évoluer sur une seule roue motrice autonome, sur plusieurs roues motrices, sur un ensemble de roues motrices et non motrices. Les roues peuvent être fixes ou pivotantes. On entend par roue fixe, une roue conservant la même orientation par rapport au socle de l'engin quelle que soit la direction de déplacement de l'engin. On entend par roue pivotante, une roue présentant un axe horizontal pivotant autour d'un axe vertical (que cet axe vertical passe par l'axe de la roue ou soit décalé par rapport à l'axe de 32908--110614-texte depôt 2976525 -4 la roue) de façon à permettre de changer la direction de déplacement de l'engin auquel la roue est fixée. On entend par axe de la roue, l'axe horizontal passant par le centre de rotation de la roue. Par la suite, on désignera comme roue folle, une roue non motrice pivotante. L'engin selon l'invention présente un moyen de sollicitation au sol de la ou des roues motrices, pour assurer une bonne adhérence et permettre le déplacement ou l'assistance au déplacement de l'engin par la rotation de la ou des roues motrices. Suivant la géométrie de l'engin, le nombre de roues et la répartition de la charge, plusieurs implantations de roues motrices peuvent être considérées pour assurer le bon fonctionnement de la ou des roues motrices autonomes. Différentes implémentations, non limitatives, sont décrites en référence aux figures 1 à 11. Dans la figure 1, un engin roulant 10 comprend quatre roues folles 4 non motrices et une roue motrice autonome 1 fixe. La roue motrice automne 1 est agencée en position centrale par rapport au socle de l'engin 10 et permet l'assistance électrique au mouvement de l'engin en marche avant et en marche arrière. La roue motrice autonome 1 sert également de point de pivot 11 pour la rotation de l'engin. L'engin peut pivoter librement autour du point d'implantation de la roue autonome, les quatre autres roues étant folles. Dans la figure 2, un engin roulant 10 comprend quatre roues folles 4 non motrices et deux roues motrices autonomes 1 dont les axes de rotation sont alignés au centre de l'engin selon une ligne horizontale perpendiculaire à la direction de marche avant / marche arrière de l'engin ; c'est-à-dire selon une ligne perpendiculaire à la direction de roulage ou de déplacement de l'engin. Les roues motrices autonomes 1 permettent l'assistance électrique au mouvement de l'engin en marche avant et en marche arrière, ainsi qu'une assistance à la direction de l'engin par différentiel de vitesse entre les roues motrices. L'engin peut également pivoter librement autour d'un point de pivot 11 virtuel situé sur la ligne formée par l'alignement des axes des roues autonomes 1. Lorsque plusieurs roues motrices autonomes sont agencées sur l'engin, un moyen de contrôle du fonctionnement de chaque roue motrice peut être prévu afin de commander un différentiel de vitesse entre les roues motrices. Une telle commande peut être manuelle actionnée par un utilisateur ou peut être automatique calculée en fonction de l'effort appliqué à l'engin par l'utilisateur ou par un dispositif de traction ou de propulsion de l'engin. Dans la figure 3, un engin roulant 10 comprend deux roues fixes 3 non motrices, deux roues folles 4 non motrices, et une roue motrice autonome 1 fixe agencée en position centrale par rapport au socle de l'engin. La roue motrice autonome 1 permet l'assistance électrique au mouvement de l'engin en marche avant et en marche arrière, et sert de point de pivot 11 pour la rotation de l'engin. L'engin peut pivoter librement autour du point d'implantation de la roue autonome 1, les roues fixes 3 étant alignées avec la roue motrice 32908--110614-texte depôt 2976525 -5 selon une ligne horizontale perpendiculaire à la direction de marche avant / marche arrière de l'engin, et les autres roues 4 étant folles. Dans la figure 4, un engin roulant 10 comprend deux roues fixes 3 non motrices, deux roues folles 4 non motrices et deux roues motrices autonomes 1 fixes dont les axes de rotation sont alignés avec les axes des roues fixes 3 selon une ligne horizontale perpendiculaire à la direction de marche avant / marche arrière de l'engin. Les roues motrices autonomes 1 permettent l'assistance électrique au mouvement de l'engin en marche avant et en marche arrière, ainsi qu'une assistance à la direction de l'engin par différentiel de vitesse entre les roues motrices. L'engin peut également pivoter librement autour d'un point de pivot 11 virtuel situé sur la ligne formée par l'alignement des axes des roues fixes 3 et des roues autonomes 1. Dans la figure 5, un engin roulant 10 comprend une roue motrice autonome 1 fixe et de deux roues folles 4 non motrices. La roue motrice autonome 1 permet l'assistance électrique au mouvement de l'engin en marche avant et en marche arrière, et sert de point de pivot 11 pour la rotation de l'engin. L'engin peut pivoter librement autour du point d'implantation de la roue autonome, les autres roues étant folles. Dans la figure 6, un engin roulant 10 comprend deux roues motrices autonomes 1 fixes, dont les axes de rotation sont alignés selon une ligne horizontale perpendiculaire à la direction de marche avant / marche arrière de l'engin, et de deux roues folles 4 non motrices. Les roues motrices autonomes 1 permettent l'assistance électrique au mouvement de l'engin en marche avant et en marche arrière, ainsi qu'une assistance à la direction de l'engin par différentiel de vitesse entre les roues motrices. L'engin peut pivoter librement autour d'un point de pivot virtuel 11 situé sur la ligne formée par l'alignement des axes des roues autonomes, les autres roues étant folles. Dans la figure 7, un engin roulant 10 comprend une roue motrice autonome 2 pivotante et de deux roues fixes 3 non motrices. La roue autonome 2 permet l'assistance électrique au mouvement de l'engin en marche avant et en marche arrière et peut pivoter pour diriger l'engin. L'engin peut pivoter librement autour d'un point de pivot 11 virtuel situé sur la ligne formée par l'alignement des axes des roues fixes 3. Dans la figure 8, un engin roulant 10 comprend deux roues motrices autonomes jumelées pivotantes 5 et de deux roues fixes 3 non motrices. Les roues motrices autonomes 5 permettent l'assistance électrique au mouvement de l'engin en marche avant et en marche arrière, ainsi qu'une assistance à la direction de l'engin par différentiel de vitesse entre les roues motrices. Les roues autonomes jumelées 5 peuvent pivoter autour d'un même point de pivot. L'engin peut pivoter librement autour d'un point de pivot 11 virtuel situé sur la ligne formée par l'alignement des axes des roues fixes 3. Dans la figure 9, un engin roulant 10 comprend deux roues motrices autonomes 2 pivotantes et de deux roues fixes 3 non motrices. Les roues motrices autonomes 2 32908--110614-texte depôt 2976525 -6 permettent l'assistance électrique au mouvement de l'engin en marche avant et en marche arrière, ainsi qu'une assistance à la direction de l'engin par différentiel de vitesse entre les roues motrices. L'engin peut pivoter librement autour d'un point de pivot 11 virtuel situé sur la ligne formée par l'alignement des axes des roues fixes 3. Dans la figure 10, un engin roulant 10 comprend des roues motrices autonomes 1, 2 dont l'une 2 est pivotante, les autres roues 1 étant fixes et leurs axes alignés selon une ligne horizontale perpendiculaire à la direction de marche avant / marche arrière de l'engin. Les roues motrices autonomes permettent l'assistance électrique au mouvement de l'engin en marche avant et en marche arrière, ainsi qu'une assistance à la direction de l'engin par différentiel de vitesse entre les roues motrices. L'engin peut pivoter librement autour d'un point de pivot 11 virtuel situé sur la ligne formée par l'alignement des axes des roues 1 fixes. Dans la figure 11, un engin roulant comprend des roues motrices autonomes 1, 2 dont plusieurs 2 sont pivotantes, les autres roues 1 étant fixes et leurs axes alignés. Les roues motrices autonomes permettent l'assistance électrique au mouvement de l'engin en marche avant et en marche arrière, ainsi qu'une assistance à la direction de l'engin par différentiel de vitesse entre les roues motrices. L'engin peut pivoter librement autour d'un point de pivot 11 virtuel situé sur la ligne formée par l'alignement des axes des roues 1 fixes. Les différents agencements présentés ci-dessus ne sont que des exemples non limitatifs. Lorsqu'un engin roulant présente plusieurs roues, il peut être nécessaire de répartir la charge totale supportée par l'engin sur l'ensemble des roues. Les roues fixes ou folles, qu'elles soient motrices ou non motrices, ont une limite à respecter en charge. Les roues motrices doivent néanmoins être forcées au sol par une charge minimale pour assurer une bonne adhérence et permettre le déplacement de l'engin par leur rotation. Dans le cas où la ou les roues motrices autonomes sont capables de supporter tout le poids en charge de l'engin, elles peuvent être installées légèrement plus bas que les autres roues, de manière à être toujours en contact avec le sol et garantir l'adhérence nécessaire au déplacement de l'engin. Dans un cas contraire, un dispositif de suspension est prévu sur au moins une roue motrice autonome pour limiter la charge sur ladite roue tout en conservant un effort sur la roue pour qu'elle puisse garder le contact avec le sol, notamment en cas de non planéité du sol par exemple. Le dispositif de suspension peut être réalisé par un ressort, un matériau souple, un vérin à gaz ou hydraulique, ou tout équipement ou matériau exerçant une force de rappel lorsqu'il est comprimé. Dans la figure 12, un engin roulant 10 est équipé de plusieurs roues folles non motrices 4 et d'une roue motrice autonome 1 en position centrale (comme par exemple le cas présenté sur la figure 1). La roue autonome 1 est montée avec un dispositif de 32908--110614-texte depôt 2976525 -7 suspension 6. Le poids à vide de l'engin 10 est par exemple de 100 kg et l'effort de traction à exercer par la roue motrice autonome 1 pour la mise en mouvement de l'engin est de 20 N. L'effort de rappel exercé par la suspension 6 sur la roue autonome 1 est de 50 kg ou environ 500 N ce qui est suffisant pour assurer l'adhérence au sol de la roue autonome pour la transmission d'un effort tangentiel de 20 N. Dans la figure 13, le même engin 10 porte une charge 12 pour un poids total de 1000 kg. L'effort de traction à exercer par la roue motrice autonome 1 pour la mise en mouvement de l'engin est alors de 200 N. L'effort de rappel exercé par la suspension 6 sur la roue autonome 1 est de 50 kg ou environ 500 N ce qui est suffisant pour assurer l'adhérence au sol de la roue autonome pour la transmission d'un effort tangentiel de 200 N. Dans la figure 14, le même engin 10, chargé, évolue sur un sol non plan formant une arrête. La charge 12 plaquant l'ensemble des roues au sol, la suspension 6 de la roue autonome 1 se retrouve plus compressée que sur un sol plat. L'effort de rappel de la suspension est alors de 70 kg ou environ 700 N ce qui est suffisant pour assurer l'adhérence au sol de la roue autonome pour la transmission d'un effort tangentiel de 200 N comme dans la figure 13. Dans la figure 15, le même engin 10, chargé, évolue sur un sol non plan formant un creux. De manière à conserver le contact avec le sol, la suspension 6 de la roue autonome 1 se détend pour compenser la hauteur du creux. L'effort de rappel de la suspension 6 est alors de 30 kg ou environ 300 N ce qui est suffisant pour assurer l'adhérence au sol de la roue autonome pour la transmission d'un effort tangentiel de 200 N comme dans la figure 13. Les valeurs numériques données ci-dessus ne sont que des exemples. Le dispositif de suspension 6 de la roue autonome 1 sera dimensionné en fonction de l'usage de l'engin 10 et de la charge 12 que ce dernier est susceptible de transporter, de manière à ce que l'effort de rappel de la suspension 6 soit toujours inférieur au poids supporté par la roue suspendue et inférieur au poids à vide de l'engin, mais suffisant pour assurer l'adhérence nécessaire à la traction, sur toute la plage de débattement de la suspension. Selon les applications, on peut utiliser pour assurer la fonction de suspension un ressort, un matériau souple, un vérin à gaz ou hydraulique, ou tout autre équipement ou matériau exerçant une force de rappel lorsqu'il est comprimé, sur une plage plus grande que la dispersion de hauteur à compenser. Le débattement de la suspension 6 est calibré de manière à exercer dans le minimum de la plage (figure 15, suspension détendue) un effort supérieur à l'effort de traction donné par la roue motrice 1, et dans le maximum de la plage (figure 14, suspension comprimée) un effort inférieur au poids minimum de l'engin à vide et inférieur au poids supporté par la roue motrice. 32908--110614-texte depôt 2976525 -8 Cette sollicitation au sol de la roue motrice est mise en oeuvre pour tout engin roulant équipé d'une ou plusieurs roues motrices autonomes, d'un ensemble de roues motrices autonomes et non motrices. Le dispositif de suspension peut être prévu sur une seule ou sur plusieurs des roues motrices autonomes, qu'elles soient fixes ou pivotantes. Selon une application, l'engin roulant selon l'invention peut être dirigé manuellement, la ou les roues autonomes assurant le déplacement de l'engin. L'utilisateur peut commander la mise en marche avant ou arrière de l'engin à l'aide de tout dispositif de commande approprié couplé à la ou aux roues motrices autonomes. Le contrôle du fonctionnement de la roue motrice autonome en énergie peut s'effectuer par une commande électrique ou par bus de communication, filaire ou sans fil. Des dispositifs de sécurité peuvent être prévus, notamment si l'engin échappe au contrôle de l'utilisateur. Par exemple, la commande de mise en marche doit être continument maintenue actionnée par l'utilisateur ; la ou les roues motrices autonomes stoppant leur roulage dès que la commande est relâchée. Selon une autre application, l'engin roulant selon l'invention peut assurer une assistance à un effort de déplacement appliqué par un utilisateur. Pour des raisons d'ergonomie, de sécurité, ou des exigences normatives, il est parfois souhaitable d'utiliser la fonction de motricité de la roue autonome comme une assistance à l'effort fourni pour le déplacement de l'engin, plutôt que comme une propulsion ou traction fournie totalement par la roue. Dans ce cas, l'engin motorisé ne peut pas se déplacer par le seul moyen de la roue autonome, mais l'effort de fraction offert par la roue permet de réduire l'effort nécessaire à la manipulation de l'engin roulant. A cet effet, un système de gestion de la ou des roues motrices autonomes doit connaître l'effort exercé par l'utilisateur souhaitant déplacer l'engin roulant. Cet effort peut être mesuré comme une force, un couple, une pression, une déformation, un déplacement, une variation de résistance ou de toute grandeur évoluant variablement en fonction de l'effort exercé par l'utilisateur. Cette grandeur peut être mesurée sur l'ensemble mécanique utilisé par l'utilisateur pour la préhension ou la manoeuvre de l'engin, ou en tout point de la chaîne cinématique d'entrainement des roues par l'effort de l'utilisateur. Dans la figure 16, un engin roulant 10 portant une charge 12 pour un poids total de 1000 kg est muni d'un bras de manipulation 13 et d'une poignée de préhension 14. Sans assistance au déplacement, l'effort de poussée à fournir par l'utilisateur sur le bras de manipulation 13 est de 200 N pour déplacer l'engin 10. L'engin 10 est équipé d'une roue motrice 1 autonome en énergie montée sur un dispositif de suspension 6. La poignée de préhension 14 peut être équipée d'un capteur de force mesurant l'effort de poussée exercé par l'utilisateur, en marche avant et en marche arrière. Dans cet exemple, le système de gestion de la roue motrice est programmé pour que la roue exerce un effort de traction au sol équivalent à l'effort de poussée donné par l'utilisateur, de manière proportionnelle et 32908--110614-texte depôt 2976525 -9 instantanée. Lorsque l'effort fourni par l'utilisateur sur le bras de manipulation est de 100 N, la roue exerce également un effort de traction de 100 N au sol, dans le sens opposé de manière à ce que le déplacement occasionné soit de même direction. La somme des efforts entre le châssis de l'engin et le sol équivaut alors à un effort de poussée de 200 N, qui permet de déplacer l'engin. Le procédé fonctionne de la même manière en marche arrière. Pour la même manipulation, l'effort de l'utilisateur est ainsi réduit de moitié. Dans la figure 17, un engin roulant 10 portant une charge 12 pour un poids total de 1000 kg est tracté par un attelage 15. Sans assistance au déplacement, l'effort de traction à fournir par l'attelage est de 200 N pour déplacer l'engin. L'engin est équipé d'une roue motrice 1 autonome en énergie montée sur un dispositif de suspension 6. L'attelage est équipé d'un capteur de force mesurant l'effort de traction exercé par l'utilisateur, en marche avant et en marche arrière. Dans cet exemple, le système de gestion de la roue motrice est programmé pour que la roue exerce un effort de traction au sol équivalent à l'effort de traction mesuré sur l'attelage, de manière proportionnelle et instantanée. Lorsque l'effort fourni par le tracteur sur l'attelage est de 100 N, la roue exerce également un effort de traction de 100 N au sol, dans le sens opposé de manière à ce que le déplacement occasionné soit de même direction. La somme des efforts entre le châssis de l'engin et le sol équivaut alors à un effort de poussée de 200 N, qui permet de déplacer l'engin. Pour la même manipulation, l'effort de traction est réduit de moitié. Si le tracteur décélère, l'inertie cinétique de l'engin tracté tend à maintenir sa vitesse, et l'effort mesuré sur l'attelage s'inverse, l'engin tracté poussant le tracteur. Dans ce cas la roue motrice autonome exerce également un effort de traction inverse, et aide à la décélération de l'engin tracté. L'effort répercuté sur l'attelage est également réduit de moitié. Dans la figure 18, l'engin roulant est un vélo équipé d'une roue motrice 1 autonome en roue arrière. Sans assistance, l'effort exercé par le cycliste est de 160 N sur le pédalier, ce qui représente un effort de propulsion au sol de 60 N. L'effort de pédalage peut être mesuré par le couple exercé sur le pédalier, le couple exercé sur le pignon de chaîne, ou encore la force exercée sur les pédales. Dans cet exemple, le système de gestion de la roue motrice est programmé pour que la roue autonome exerce un couple de traction équivalent au couple fourni sur la roue par le cycliste, de manière proportionnelle et instantanée. Lorsque l'effort sur le pédalier est de 80 N, l'effort au sol transmis à la roue arrière est de 30 N, et le couple de la motricité fournit également à la roue arrière un effort au sol de 30 N. La somme des efforts au sol équivaut alors à un effort de poussée de 60 N, qui permet de déplacer le vélo. Pour le même déplacement, l'effort de pédalage est réduit de moitié. Dans la figure 19, l'engin roulant est un fauteuil roulant équipé de roues motrices 1 autonomes. Sans assistance, l'effort exercé par l'utilisateur est de 80 N sur la main courante d'une roue, ce qui représente un effort de propulsion au sol de 60 N. L'effort de poussée peut être mesuré par le couple exercé sur la main courante ou la force exercée à 32908--110614-texte depôt 2976525 -10- l'endroit de la préhension. Dans cet exemple, le système de gestion des roues motrices est programmé pour que les roues autonomes exercent un couple de traction équivalent au couple fourni sur la main courante, de manière proportionnelle et instantanée. Lorsque l'effort sur la main courante est de 40 N, l'effort au sol transmis aux roues arrière est de 30 N, et le couple de la motricité fournit également aux roues un effort au sol de 30 N. La somme des efforts au sol équivaut alors à un effort de poussée de 60 N, qui permet de déplacer le fauteuil. Pour le même déplacement, l'effort de poussée appliqué par l'utilisateur est réduit de moitié. Il est entendu que ce mode de réalisation peut mis en oeuvre pour toutes sortes de chariots poussés ou tirés, d'engins tractés par un véhicule motorisé ou à traction animale, tous types de véhicules à pédalage, à entrainement par main courante ou manivelle, de fauteuils roulants ou appareils d'aide au déplacement de personnes. Selon une autre application, l'engin roulant selon l'invention peut assurer une récupération d'énergie en sus de l'assistance à un effort de déplacement. Dans le cas où un engin roulant selon l'invention, équipé d'une ou plusieurs roues motrices électriques, est tracté, la ou les roues motrices peuvent fonctionner en assistance au déplacement, en exerçant un effort additionnel au tractage, et/ou en aide à la décélération, en exerçant un effort inverse au sens de déplacement. Dans ce dernier mode de fonctionnement, le système de gestion de la ou des roues autonomes est commandé pour exercer un couple contraire au sens de rotation et fonctionne en génératrice ; le courant induit dans le moteur de la roue autonome par la rotation de la roue motrice est alors renvoyé vers la batterie d'alimentation de la roue autonome. Ce mode de fonctionnement est utilisable pour recharger la batterie d'alimentation de la roue motrice électrique lors du tractage. L'énergie récupérée est ensuite consommée pour fournir une assistance au déplacement de l'engin lorsqu'il n'est plus tracté. Dans la figure 20, un engin roulant 10 comprenant roue motrice électrique 1 autonome en énergie peut être tracté par un attelage 15 et présente un bras de manipulation 13 avec poignée de préhension 14 et capteur d'effort. Le tracteur déplace l'engin roulant 10 en exerçant sur l'attelage 15 un effort de fraction jusqu'à 1000 N. La roue motrice autonome 1 est pilotée pour exercer un couple contraire au sens de rotation imposé par le tractage, l'effort au sol appliqué par la roue étant par exemple de 10 N, contraire au sens de déplacement. Le tracteur compense l'effort supplémentaire de 10 N demandé par la roue motrice, qui reste négligeable devant l'effort de traction de 1000 N que le tracteur est capable d'imposer. La puissance mécanique absorbée par la roue motrice, créée par le couple inverse et la vitesse de rotation, est convertie par le moteur électrique de la roue autonome 1 faisant office de génératrice, et renvoyée vers la batterie d'alimentation de la roue autonome. Lorsque l'engin n'est plus tracté et qu'il doit être manoeuvré par le bras de manipulation 13, la roue motrice offre une assistance à l'effort exercé par l'utilisateur sur 32908--110614-texte depôt 2976525 -11- la poignée de préhension et mesuré par le capteur d'effort, comme déjà décrit en référence à la figure 16. La commande du couple inverse de la roue motrice autonome 1, et donc de la recharge de la batterie de la roue autonome pendant les phases de tractage, peut être effectuée par l'utilisateur via une commande électrique ou un bus de communication filaire ou sans fil. La commande d'un mode de recharge de la batterie de la roue autonome peut également être automatique suivant les vitesses de déplacement. Si le tractage se fait généralement à une vitesse supérieure à celle des manoeuvres manuelles par exemple. La roue motrice peut par exemple assister le déplacement manuel jusqu'à une vitesse de 5 km/h, et exercer un couple inverse au delà de 5 km/h en considérant qu'à cette vitesse, le déplacement est imposé par un tracteur ou autre mécanisme d'entrainement. Suivant les besoins en énergie de la batterie d'alimentation de la roue autonome, le couple inverse exercé par la roue motrice peut varier pour fournir plus ou moins d'énergie électrique en recharge de la batterie, en absorbant plus ou moins d'énergie mécanique. L'énergie absorbée par la roue motrice doit être calibrée pour rester en dessous des capacités de traction du tracteur afin de ne pas bloquer le déplacement de l'engin, mais permettre une recharge efficace de la batterie pour assurer la recharge en tractage d'au moins la quantité d'énergie consommée pendant l'assistance aux manoeuvres manuelles. Lorsque la batterie d'alimentation est pleinement rechargée ou si elle ne peut pas accepter de courant de charge, le système de gestion de la roue interrompt la rotation inverse ; la roue motrice n'absorbe plus d'énergie et se comporte comme une roue libre. La roue électrique motrice 1 peut également assister le tracteur dans le déplacement de l'engin, par exemple si la force de traction exercée par le tracteur est ponctuellement insuffisante au déplacement de l'ensemble engin/tracteur. Dans ce mode de fonctionnement, la commande de la roue motrice peut être effectuée par l'utilisateur via une commande électrique ou un bus de communication filaire ou sans fil, ou le système de gestion de la roue autonome peut être programmé pour que la roue exerce un effort de traction au sol équivalent à l'effort de fraction mesuré sur l'attelage, de manière proportionnelle et instantanée, comme déjà décrit en référence à la figure 17. Selon les applications et la complexité du système électronique de gestion de la roue motrice autonome 1, l'engin peut fonctionner en mode hybride en alternant les modes d'assistance au déplacement, de récupération d'énergie et de roue libre. Ce mode de fonctionnement avantage le système de manière globale, en réduisant les pertes d'énergie dans les phases de décélération et de freinage, et est limitant les surconsommations du tracteur dans les phases d'accélération ou de surcharge ponctuelle. Il est entendu que ce mode de réalisation peut mis en oeuvre pour tout engin roulant tracté et déplaçable par manoeuvre manuelle, comme une remorque, une caravane, une bétonnière, une desserte, une base roulante, un plateau, une benne... 32908--110614-texte depôt 2976525 - 12 - Selon une autre application, l'engin roulant selon l'invention peut être chaîné et assurer récupération d'énergie et assistance à l'effort de déplacement. Un ensemble d'engins roulants 10 selon l'invention peut être déplacé en file, les engins étant attelés les uns aux autres à la manière d'un train par exemple. Cette configuration nécessite généralement un tracteur ou un pousseur exerçant un effort de traction ou de propulsion capable de déplacer l'ensemble des engins attelés. Dans la figure 21, deux engins roulants hors de l'invention, de type wagons, sont attelés et sont mis en mouvement par un effort de traction global. Chaque engin demande un effort de 200 N pour être déplacé : le tracteur applique un effort de 400 N sur le premier engin, et l'attelage central transmet un effort de 200 N au second engin tracté. Dans la figure 22, les deux engins roulant 10 selon l'invention sont attelés. Chaque engin 10 est équipé d'au moins une roue motrice autonome 1. La commande de chaque roue autonome 1 peut être effectuée par l'utilisateur via une commande électrique ou un bus de communication filaire ou sans fil, ou le système de gestion de chaque roue peut être programmé pour que la roue exerce un effort de traction au sol proportionnel à l'effort de traction mesuré sur l'attelage, comme déjà décrit en référence à la figure 17. Chaque roue motrice autonome 1 exerce alors un effort au sol de 150 N. L'effort de déplacement de chaque engin est de 200 N, le tracteur exerce donc en complément des deux roues motrices un effort de deux fois 50 N soit 100 N sur le premier engin, et l'attelage central transmet un effort de 50 N au second engin tracté. Dans cet exemple, les roues motrices autonomes réduisent par quatre l'effort global nécessaire au tracteur pour déplacer les deux engins, et réduisent de la même manière la sollicitation des attelages. Dans ce mode de réalisation, les roues motrices autonomes 1 peuvent également fonctionner en assistance à la décélération et au freinage, en mode recharge de batterie par absorption d'énergie mécanique, et en roue libre, comme décrit plus haut. Le passage d'un mode de fonctionnement à l'autre peut se faire sur commande de l'utilisateur ou automatiquement. Par exemple, les roues électriques autonomes 1 peuvent communiquer entre elles indépendamment de la consigne de l'utilisateur, via une commande électrique ou un bus de communication filaire ou sans fil. La communication entre les roues autonomes 1 permet d'adapter le fonctionnement du système global au comportement ou à l'état de chacune des roues. Ce mode de fonctionnement permet par exemple de synchroniser les vitesses de rotation des roues de manière à éviter les à-coups et de minimiser les efforts sur les attelages mécaniques. Par ailleurs, si la batterie d'une des roues autonomes est déchargée, cette roue peut passer en roue libre ou se recharger alors que les autres compensent l'effort de traction pour conserver le même fonctionnement global. La communication entre les roues autonomes d'un ensemble d'engins indépendants demande de connaître le positionnement relatif des engins et de savoir si les engins sont 32908--110614-texte depôt 2976525 - 13 - reliés mécaniquement. Un dispositif d'échange d'information situé au niveau de chaque raccordement mécanique des engins permet de vérifier les liaisons entre les engins et de transmettre l'information aux roues autonomes. Cette fonction peut être assurée par un connecteur électrique, une liaison optique, un identifiant RFID, ou tout signal électrique, magnétique ou lumineux dont les émetteurs et récepteurs sont situés en vis à vis au moment de l'attelage des engins entre eux. Les informations lues sur le dispositif indiquent aux roues autonomes situées sur chaque engin si elles sont couplées mécaniquement à d'autres engins également équipés de roues autonomes. Il est entendu que ce mode de réalisation peut mis en oeuvre pour tout engin roulant de type remorques équipées de roues autonomes, chariots, bases, bennes ou plateformes attelés, tractés ou poussés.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits à titre d'exemple. Notamment, le nombre et l'agencement des roues autonomes sur l'engin peuvent être différents des exemples décrits ci-dessus. 32908--110614-texte depôt