FR2986749A1

FR2986749A1 - Driving and steering wheel system for vehicle e.g. electric vehicle, has connection device comprising connection shaft with frame and direction leg and movably mounted to rotate around longitudinal axis of connection shaft

Info

Publication number: FR2986749A1
Application number: FR1350696A
Authority: FR
Inventors: Maurice Ricci; Benjamin Cans
Original assignee: AKKA Ingenierie Produit SAS
Current assignee: AKKA Ingenierie Produit SAS
Priority date: 2012-02-09
Filing date: 2013-01-28
Publication date: 2013-08-16
Anticipated expiration: 2033-01-28
Also published as: FR2986749B1

Abstract

The system has an electrical motor (29) attached to a frame of a vehicle and a transmission device between a shaft of the motor and a hub of a wheel. Telescopic driveshafts (5, 7) and a reducer are connected with the hub. A direction system includes a connection device between the frame of the vehicle and a hub carrier (103) of the wheel. The connection device comprises a connection shaft with the frame and a direction leg for connecting the connection shaft to the hub carrier. The connection device is movably mounted to rotate around a longitudinal axis of the connection shaft.

Description

La présente invention se rapporte à un ensemble d'entraînement et de direction pour un véhicule notamment de type électrique ou hybride combinant l'utilisation d'un moteur électrique et d'un moteur thermique. On connaît de nombreux systèmes dits de moteurs-roue visant à 5 intégrer le maximum de fonctionnalités dans la roue elle-même, ceci afin de réduire les éléments de transmission et l'encombrement général du système d'entraînement. On pourra notamment se reporter aux systèmes Active Wheel développés par la société Michelin ou au système eCorner ® développé par la 10 société Siemens VDO par exemple. Bien que présentant des avantages indéniables connus, ces systèmes présentent toutefois quelques inconvénients, et notamment quant à l'augmentation de la masse non suspendue et l'augmentation de l'inertie de la roue, ce qui impacte généralement sur la tenue de route du véhicule. 15 Plus généralement, l'augmentation de la masse non suspendue a un effet négatif sur le confort, la tenue de route, la sécurité et la fiabilité du véhicule. Un autre inconvénient réside dans les efforts que le moteur électrique d'entraînement doit fournir. 20 En effet, en étant situé au plus près de la roue, et sur son moyeu, le couple que doit développer directement l'arbre du moteur électrique d'entraînement s'avère extrêmement important, ce qui entraîne de fait un dimensionnement important dudit moteur électrique et des moyens de transmission associés. Bien évidemment, des ensembles de réduction peuvent 25 être prévus. Ils devront alors être logés dans l'espace réduit de la roue et viendront augmenter la masse non suspendue. Des systèmes répondant à ces problèmes ont été développés et visent notamment des systèmes d'entraînement d'une roue d'un véhicule comprenant au moins un moteur électrique destiné à être rattaché à un châssis 30 dudit véhicule et un dispositif de transmission entre un arbre dudit moteur et un moyeu de la roue, le dispositif de transmission comprenant au moins un arbre de transmission et au moins un réducteur destiné à être lié au moyeu. En prévoyant un moteur d'entraînement destiné à être rattaché au châssis et associé à un dispositif de transmission à la roue, il est possible 35 d'utiliser un moteur électrique à haute vitesse pour lequel la réduction, et donc la transmission d'un couple élevé, s'effectuera au plus proche de la roue. Il est ainsi possible de mettre en oeuvre des arbres de transmission relativement fins. L'arbre pourra ainsi être introduit à l'intérieur de tubes (arbres tubulaire, par exemple) et traverser un autre système, par exemple un système de jambe de direction. The present invention relates to a drive and steering assembly for a vehicle including electric or hybrid type combining the use of an electric motor and a heat engine. Many so-called wheel motor systems are known to incorporate maximum functionality into the wheel itself, in order to reduce the transmission elements and the overall bulk of the drive system. In particular, it will be possible to refer to the Active Wheel systems developed by the Michelin company or to the eCorner® system developed by the Siemens VDO company, for example. Although having known undeniable advantages, these systems however have some disadvantages, and in particular with regard to the increase of the unsprung mass and the increase in the inertia of the wheel, which generally impacts on the handling of the vehicle . More generally, the increase of the unsprung mass has a negative effect on the comfort, handling, safety and reliability of the vehicle. Another disadvantage lies in the efforts that the electric drive motor must provide. Indeed, being located closer to the wheel, and on its hub, the torque that must develop directly the shaft of the electric drive motor is extremely important, resulting in fact a significant dimensioning said engine electrical and associated transmission means. Of course, reduction sets can be provided. They must then be housed in the reduced space of the wheel and will increase the unsprung mass. Systems answering these problems have been developed and include vehicle wheel drive systems comprising at least one electric motor intended to be attached to a frame 30 of said vehicle and a transmission device between a shaft of said vehicle. motor and a hub of the wheel, the transmission device comprising at least one transmission shaft and at least one gearbox to be connected to the hub. By providing a drive motor to be attached to the chassis and associated with a transmission device to the wheel, it is possible to use a high speed electric motor for which the reduction, and therefore the transmission of a torque high, will be made closer to the wheel. It is thus possible to implement relatively thin transmission shafts. The shaft can thus be introduced inside tubes (tubular shafts, for example) and pass through another system, for example a steering leg system.

Par ailleurs, le fait de pouvoir rattacher le moteur électrique au châssis limite les masses non suspendues du véhicule. Des tels systèmes d'entraînement sont décrits dans les documents WO 2008/138346, EP 2 199 137, WO 2007/009623, DE 198 60 562, DE 10 2008 015825, DE 10 2006 061770. Moreover, the fact of being able to connect the electric motor to the chassis limits the unsprung masses of the vehicle. Such drive systems are described in WO 2008/138346, EP 2 199 137, WO 2007/009623, DE 198 60 562, DE 2008 015825, DE 2006 061770.

Chacun de ces documents décrit un système d'entraînement comprenant un moteur électrique destiné à être monté sur un châssis du véhicule et un dispositif de transmission entre un arbre dudit moteur et un moyeu de la roue, le dispositif de transmission comprenant au moins un arbre de transmission et au moins un réducteur destiné à être lié au moyeu. Each of these documents describes a drive system comprising an electric motor intended to be mounted on a chassis of the vehicle and a transmission device between a shaft of said motor and a hub of the wheel, the transmission device comprising at least one drive shaft. transmission and at least one reducer to be connected to the hub.

Dans de tels systèmes, l'arbre de transmission du dispositif de transmission peut-être télescopique, c'est-à-dire de longueur variable, et ainsi permettre au système d'être associé à une suspension pour prendre en compte les variations de distance entre le châssis et le moyeu de la roue. L'arbre de transmission télescopique peut encore comprendre un 20 arbre au moins partiellement cannelé, apte à coulisser à l'intérieur d'un arbre au moins partiellement creux de forme correspondante. Une douille à billes facilitera sa translation et son guidage. Le réducteur permet de fournir un couple suffisant à la rotation de la roue tout en gardant une vitesse correcte. L'ensemble garanti une meilleure 25 optimisation de la puissance et de l'encombrement du moteur. Le système d'entraînement peut également être associé à un système de direction, le système de direction constituant également l'un des systèmes embarqués pouvant faire l'objet d'une optimisation. Dans un système de direction classique, il existe une liaison 30 mécanique entre une commande de direction (volant et colonne de direction) et un actionneur de direction (boîtier de direction - crémaillère - porte-moyeu). Cette liaison entraîne la présence d'arbres d'entraînement et d'engrenages traversant plusieurs zones du véhicule. Le système de direction nécessite en outre généralement 35 l'utilisation de biellettes de direction entre la crémaillère et le porte-moyeu 2 986 749 3 permettant d'orienter ce dernier et occupe donc un espace important à l'avant du véhicule. Certains systèmes cités précédemment associent un tel système de direction au système d'entraînement, l'intégration du système électrique de 5 direction pose toutefois de nombreuses difficulté, notamment en terme de dimensionnement. En effet, au niveau de la roue, la distance de levier disponible pour orienter la roue est extrêmement réduite. Dans le cas des moteurs-roues, il convient en outre de faire pivoter l'ensemble du bloc moteur-roue, ce qui 10 représente un poids plus important à faire pivoter. Il s'ensuit qu'en termes de puissance, au niveau de la roue, un moteur électrique de direction devra pouvoir développer un couple moteur élevé et aura une vitesse de rotation relativement faible par rapport à la roue. Il s'ensuit qu'un moteur électrique relativement important, encombrant et lourd 15 est nécessaire. On notera également que la mise en place d'un tel moteur augmentera de manière non négligeable la masse non suspendue. En outre, la plupart des moteurs électriques présentent un rapport vitesse/couple qui n'est pas approprié et doit être réduit par l'intermédiaire d'un réducteur. La présence de ce réducteur augmente la masse et l'encombrement 20 de l'ensemble. Les systèmes décrits dans les documents WO 2008/138346, DE 198 60 562, DE 10 2008 015825 cités précédemment associent entraînement et direction de la roue. Dans le document WO 2008/138346, le changement de direction 25 s'effectue par l'intermédiaire d'un plateau tournant faisant pivoter l'ensemble de l'arbre d'entraînement et de la roue. Dans le document DE 198 60 562, le changement de direction des roues s'effectue à l'aide d'un plateau pivotant par rapport auquel l'arbre de transmission est excentré. 30 Pour chacun de ces trois documents, il convient de noter que l'axe de direction est distinct de l'axe d'entraînement de la roue. L'encombrement du système n'est donc pas optimisé. Dans le document DE 10 2008 015825 un changement de direction à l'aide d'une roue de direction faisant tourner le moyeu autour de l'axe de 35 l'arbre de transmission. La roue de direction est entraînée par un deuxième moteur. Un tel système permet un axe de direction confondu avec l'axe d'entraînement de la roue. La roue de direction et son moteur sont toutefois des masses non suspendues. La présente invention vise à proposer un système d'entraînement et de direction pour roue de véhicule électrique répondant en tout ou partie aux 5 problèmes précédemment évoqués. Pour ce faire, la présente invention se rapporte à un système d'entraînement et de direction d'une roue d'un véhicule comprenant au moins un moteur électrique destiné à être rattaché à un châssis dudit véhicule et un dispositif de transmission entre un arbre dudit moteur et un moyeu de la roue, 10 le dispositif de transmission comprenant au moins un arbre de transmission et au moins un réducteur destiné à être lié au moyeu, caractérisé en ce qu'il est associé à un système de direction comprenant au moins un dispositif de liaison entre un châssis dudit véhicule et un porte-moyeu de ladite roue, le dispositif de liaison comprenant au moins un arbre de liaison au châssis et au moins une 15 jambe de direction, destinée à être reliée audit porte-moyeu de la roue, et montée mobile en rotation autour d'un axe sensiblement longitudinal dudit arbre de liaison. La liaison de la roue au châssis au moins partiellement rotative, permet d'orienter la roue directement depuis sa jambe de liaison sans avoir 20 besoin de recourir à une liaison excentrée de bielles sur le porte-moyeu. En l'associant au système d'entraînement de la roue, le système s'en trouve grandement optimisé. L'axe de rotation se confond avec l'axe d'entraînement et le maximum d'éléments sont suspendus. Avantageusement, le dispositif de liaison forme une jambe de 25 suspension. De manière avantageuse, l'arbre de liaison est équipé d'un moyen de liaison cardan au châssis. Préférentiellement, la jambe de direction est associée à un moteur électrique d'entraînement en rotation autour de l'axe de l'arbre de liaison. 30 Préférentiellement encore, le moteur d'entraînement est associé à un capteur de position permettant son pilotage. Avantageusement, le dispositif de liaison est au moins partiellement creux de manière à permettre le passage d'au moins un arbre de transmission pour l'entraînement de la roue. 35 Avantageusement l'arbre de transmission du dispositif de transmission est télescopique. In such systems, the transmission shaft of the transmission device can be telescopic, that is to say of variable length, and thus allow the system to be associated with a suspension to take into account the variations in distance between the frame and the hub of the wheel. The telescopic transmission shaft may further comprise an at least partially splined shaft slidable within an at least partially hollow shaft of corresponding shape. A ball bushing will facilitate its translation and guidance. The gearbox makes it possible to provide sufficient torque for the rotation of the wheel while maintaining a correct speed. The set guarantees a better optimization of the power and the size of the engine. The drive system can also be associated with a steering system, the steering system also being one of the embedded systems that can be optimized. In a conventional steering system, there is a mechanical connection between a steering control (steering wheel and steering column) and a steering actuator (steering gear - rack - hub carrier). This connection causes the presence of drive shafts and gears passing through several areas of the vehicle. The steering system also generally requires the use of steering rods between the rack and the hub carrier 2 to guide the latter and therefore occupies a large space in front of the vehicle. Some of the systems mentioned above combine such a steering system with the drive system, but the integration of the electrical steering system poses many difficulties, particularly in terms of dimensioning. Indeed, at the wheel, the lever distance available to guide the wheel is extremely reduced. In the case of wheel motors, it is furthermore necessary to rotate the entire engine-wheel unit, which represents a greater weight to be rotated. It follows that in terms of power, at the wheel, an electric steering motor must be able to develop a high engine torque and have a relatively low speed of rotation relative to the wheel. As a result, a relatively large, bulky and heavy electric motor is needed. It will also be noted that the installation of such an engine will significantly increase the unsprung mass. In addition, most electric motors have a speed / torque ratio that is not appropriate and must be reduced through a gearbox. The presence of this reducer increases the mass and overall size of the assembly. The systems described in the aforementioned WO 2008/138346, DE 198 60 562 and DE 2008 015825 combine drive and steering of the wheel. In WO 2008/138346, the change of direction is effected by means of a turntable pivoting the assembly of the drive shaft and the wheel. In DE 198 60 562, the change of direction of the wheels is effected by means of a pivoting plate relative to which the transmission shaft is eccentric. For each of these three documents, it should be noted that the steering axis is distinct from the drive shaft of the wheel. The size of the system is not optimized. DE 10 2008 015825 discloses a change of direction by means of a steering wheel rotating the hub around the axis of the transmission shaft. The steering wheel is driven by a second motor. Such a system allows a direction axis coincides with the drive axis of the wheel. The steering wheel and its motor, however, are unsprung masses. The present invention aims at providing a drive and steering system for an electric vehicle wheel that fully or partially satisfies the aforementioned problems. To do this, the present invention relates to a drive and steering system of a wheel of a vehicle comprising at least one electric motor intended to be attached to a frame of said vehicle and a transmission device between a shaft of said motor and a hub of the wheel, the transmission device comprising at least one transmission shaft and at least one gearbox intended to be connected to the hub, characterized in that it is associated with a steering system comprising at least one device connecting a chassis of said vehicle and a hub carrier of said wheel, the connecting device comprising at least one chassis connecting shaft and at least one steering leg, intended to be connected to said hub carrier of the wheel, and rotatably mounted about a substantially longitudinal axis of said link shaft. The connection of the wheel to the at least partially rotatable frame makes it possible to orient the wheel directly from its connecting leg without having to resort to an eccentric connection of connecting rods on the hub carrier. By associating it with the drive system of the wheel, the system is greatly optimized. The axis of rotation merges with the drive axis and the maximum number of elements are suspended. Advantageously, the connecting device forms a suspension leg. Advantageously, the connecting shaft is equipped with a cardan connection means to the frame. Preferably, the steering leg is associated with an electric motor driving in rotation about the axis of the connecting shaft. Preferably again, the drive motor is associated with a position sensor enabling it to be driven. Advantageously, the connecting device is at least partially hollow so as to allow the passage of at least one transmission shaft for driving the wheel. Advantageously, the transmission shaft of the transmission device is telescopic.

Avantageusement encore, un dispositif de renvoi d'angle est disposé entre l'arbre de transmission et le réducteur. Préférentiellement, le dispositif de transmission est débrayable de manière à permettre un entraînement de la roue par un autre moteur, notamment thermique dans le cas de véhicules hydrides. Par débrayable, on entend que le dispositif de transmission peut être rendu inactif. Il pourra notamment s'agir d'un débrayage par déconnexion de l'arbre d'entraînement, mais également par inactivation du moteur électrique qui tournera à vide ou en mode générateur le cas échéant. Advantageously, an angular gear device is disposed between the transmission shaft and the gearbox. Preferably, the transmission device is disengageable so as to allow driving of the wheel by another engine, especially thermal in the case of hybrid vehicles. By disengageable, it is meant that the transmission device can be made inactive. It may in particular be a disengagement by disconnection of the drive shaft, but also by inactivation of the electric motor that will run empty or in generator mode if necessary.

De manière avantageuse, le moteur électrique est un moteur - générateur et le dispositif de transmission est réversible. Cela permet notamment de récupérer de l'énergie cinétique du véhicule, par exemple lors des freinages, ou lors de descentes. La présente invention se rapporte également à un véhicule, 15 notamment de type électrique ou hybride, comprenant au moins une roue, caractérisé en ce que ladite roue est équipée d'un système d'entraînement et de direction selon l'invention. Bien que particulièrement destinée aux véhicules automobiles terrestres, il convient de noter que la présente invention n'est pas limitée à un 20 type de véhicule en particulier et vise tout entraînement d'une roue. Elle peut ainsi trouver application pour des véhicules motorisés à deux roues, par exemple, ou encore pour des trains motorisés pour avions, entre autres. La présente invention sera mieux comprise à la lumière de la description détaillée qui suit en regard du dessin annexé dans lequel : 25 - la figure 1 est une vue générale d'un système d'entraînement d'une roue, - la figure 2 est une représentation schématique de la roue d'un véhicule électrique équipée d'un système de direction selon l'invention, 30 - la figure 3 est une représentation schématique en coupe transversale du système de la figure 2, - la figure 4 est une vue éclatée du système de la figure 2, - la figure 5 est une vue schématique en coupe transversale de l'ensemble motoréducteur du système de la figure 2. 35 La figure 1 représente un système d'entraînement d'une roue 104 de véhicule électrique. Advantageously, the electric motor is a motor-generator and the transmission device is reversible. This allows in particular to recover the kinetic energy of the vehicle, for example during braking, or during descents. The present invention also relates to a vehicle, in particular of electric or hybrid type, comprising at least one wheel, characterized in that said wheel is equipped with a drive and steering system according to the invention. Although particularly intended for land motor vehicles, it should be noted that the present invention is not limited to any particular type of vehicle and is directed to any drive of a wheel. It can thus find application for motorized vehicles with two wheels, for example, or for motorized trains for aircraft, among others. The present invention will be better understood in the light of the following detailed description with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a general view of a wheel drive system; FIG. schematic representation of the wheel of an electric vehicle equipped with a steering system according to the invention, - Figure 3 is a schematic cross-sectional representation of the system of Figure 2, - Figure 4 is an exploded view of the FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the gearmotor assembly of the system of FIG. 2. FIG. 1 shows a drive system of a wheel 104 of an electric vehicle.

Plus précisément, le système de d'entraînement s'appuie sur une architecture de suspension de la roue 104 de type McPherson, comprenant une jambe de suspension assurant la liaison de la roue à un châssis. L'objet dudit système d'entraînement est de fournir une puissance 5 suffisante à la roue 104 lui permettant de mouvoir un véhicule. Le système est alimenté par une source d'énergie électrique (batteries du véhicule, non visibles). Le dispositif d'entraînement représenté comprend un moteur électrique 29 comprenant un stator, maintenu fixe dans un carter moteur 24 10 (fermé par un capot 25) et destiné à être rattaché à un châssis d'un véhicule, et un rotor portant un arbre d'entraînement dudit moteur. Des roulements à billes guident la rotation du rotor par rapport au carter 24 du moteur 29 et son capot 25. Afin de pouvoir transmettre la force motrice du moteur 29 à la roue 15 104, le dispositif d'entraînement comprend un dispositif de transmission entre l'arbre du moteur 29 et un moyeu de la roue. Conformément à l'invention, ce dispositif d'entraînement comprend un arbre de transmission, lié à l'arbre moteur, et un réducteur destiné à être lié au moyeu. 20 L'arbre de transmission se compose d'un arbre cannelé 5, entraîné en rotation par l'arbre moteur, et d'une douille à billes 7 montée sensiblement au niveau du moyeu de la roue 104 et à laquelle il transmet son mouvement de rotation par l'intermédiaire de ses cannelures. Afin de pouvoir prendre en compte les variations de hauteur dans 25 la suspension du véhicule, l'arbre cannelé 5 est monté coulissant à l'intérieur de ladite douille à billes 7, l'ensemble formant ainsi un arbre de transmission de longueur variable, télescopique. Il convient de noter que le moteur 29 pourra être équipé d'un amortisseur de rotation permettant de limiter voire d'empêcher les vibrations en 30 rotation du rotor du moteur 29 et de supprimer les pics de couple transmis de l'arbre cannelé 5 à la douille 7. Il assure également la transmission du couple du rotor moteur de traction à l'arbre cannelé 5. Afin d'assurer un guidage en translation optimal de l'arbre cannelé 5, on prévoira l'installation de cages à aiguilles visant à assurer ce guidage par 35 rapport à un tube de guidage et permettant également de limiter les vibrations de l'arbre cannelé 5. More specifically, the drive system is based on a suspension architecture of the McPherson type wheel 104, comprising a suspension strut connecting the wheel to a frame. The object of said drive system is to provide sufficient power to the wheel 104 to move a vehicle. The system is powered by a source of electrical energy (vehicle batteries, not visible). The driving device shown comprises an electric motor 29 comprising a stator, fixedly held in a motor housing 24 (closed by a cover 25) and intended to be attached to a chassis of a vehicle, and a rotor carrying a motor shaft. driving said engine. Ball bearings guide the rotation of the rotor relative to the housing 24 of the motor 29 and its cover 25. In order to be able to transmit the driving force of the motor 29 to the wheel 104, the driving device comprises a transmission device between the motor shaft 29 and a hub of the wheel. According to the invention, this drive device comprises a transmission shaft, connected to the motor shaft, and a gearbox intended to be connected to the hub. The drive shaft consists of a splined shaft 5, driven in rotation by the drive shaft, and a ball bushing 7 mounted substantially at the hub of the wheel 104 and to which it transmits its movement. rotation through its grooves. In order to take into account the height variations in the vehicle suspension, the splined shaft 5 is slidably mounted within said ball bushing 7, the assembly thus forming a telescopic variable length transmission shaft. . It should be noted that the motor 29 may be provided with a rotational damper to limit or prevent rotational vibrations of the rotor of the motor 29 and suppress torque peaks transmitted from the spline shaft 5 to the sleeve 7. It also ensures the transmission of the torque of the traction motor rotor to the splined shaft 5. In order to ensure optimum translational guidance of the splined shaft 5, provision will be made for the installation of needle cages to ensure this guiding with respect to a guide tube and also making it possible to limit the vibrations of the spline shaft 5.

L'arbre cannelé 5 sera cannelé seulement sur une partie de sa longueur afin de permettre l'usinage des chemins de roulement des cages à aiguilles. La réduction de vitesse est effectuée en aval de la transmission de 5 l'arbre de transmission entre la douille 7 et le moyeu, afin de minimiser le couple transmis à travers le dispositif de transmission 5, 7. Ainsi, il est possible de minimiser le diamètre de l'arbre cannelé 5 et du dispositif de transmission. La réduction de vitesse s'effectue à l'aide d'un réducteur de type à train épicycloïdal. 10 Afin de permettre la transmission du mouvement de la douille 7 au réducteur épicycloïdale, il est prévu un dispositif de renvoi d'angle comprenant un pignon conique et une roue conique. Ce renvoi d'angle permet de transmettre la puissance de la direction de l'axe de l'arbre cannelé 5 à l'axe de la roue 104. 15 La douille à billes 7 permet de transmettre le couple de l'arbre cannelé 5 au pignon conique. Elle permet également, comme mentionné précédemment, de garder un mouvement de translation axial entre l'arbre cannelé 5 et le pignon conique. La liaison glissière entre l'arbre cannelé 5 et le renvoi d'angle permet d'intégrer un système de suspension de roue. 20 La liaison ainsi réalisée entre l'arbre cannelé 5 et la douille à billes 7 permet de placer le moteur de traction 29 en masse suspendue et d'obtenir le débattement du système de suspension. Le train épicycloïdal est composé d'un planétaire central arbré, de trois satellites, d'une couronne, et d'un porte-satellites en deux parties, noté 25 porte-satellites 1 et porte-satellites 2. Le train épicycloïdal permet de réduire la vitesse de rotation en sortie du renvoi d'angle et d'augmenter le couple de cette même sortie au niveau du moyeu de la roue 104. Les deux étages de réduction sont placés à l'intérieur de la roue 30 104 afin d'optimiser l'encombrement de la chaîne de traction. Le moyeu est directement relié à la sortie du train épicycloïdal par une liaison complète, à savoir le porte-satellites 2. Sur la partie porte-moyeu réducteur, le carter de la partie est composé de deux pièces : carter de renvoi d'angle et carter de sortie train 35 épicycloïdal. The spline shaft 5 will be splined only over a portion of its length to allow machining of the raceways of the needle cages. The speed reduction is performed downstream of the transmission of the drive shaft between the bushing 7 and the hub, in order to minimize the torque transmitted through the transmission device 5, 7. Thus, it is possible to minimize the diameter of the splined shaft 5 and the transmission device. The speed reduction is carried out using an epicyclic gear type reducer. In order to allow the transmission of the movement of the bushing 7 to the planetary gearbox, an angular gear device comprising a bevel gear and a bevel gear is provided. This angle deflection makes it possible to transmit the power of the direction of the axis of the spline shaft 5 to the axis of the wheel 104. The ball bushing 7 makes it possible to transmit the torque of the splined shaft 5 to bevel gear. It also allows, as mentioned above, to maintain an axial translation movement between the spline shaft 5 and the bevel gear. The slide connection between the splined shaft 5 and the bevel gear makes it possible to integrate a wheel suspension system. The connection thus made between the splined shaft 5 and the ball bushing 7 makes it possible to place the traction motor 29 in suspended mass and to obtain the movement of the suspension system. The epicyclic gear train is composed of a central sun gear, three satellites, a crown, and a planet carrier in two parts, denoted 25 planet carriers 1 and planet carriers 2. The epicyclic gear train makes it possible to reduce the rotational speed at the output of the bevel gear and increase the torque of the same output at the hub of the wheel 104. The two reduction stages are placed inside the wheel 104 to optimize the size of the traction chain. The hub is directly connected to the output of the planetary gear train by a complete link, namely the planet carrier 2. On the gear hub portion, the housing of the part is composed of two parts: angular gear housing and output case 35 epicyclic train.

Une jambe de force 105 composée d'une structure située autour de l'arbre cannelé permettra d'assurer la cinématique du demi-train du véhicule et la reprise des efforts appliqués à ce demi-train du véhicule. En fonctionnement, le stator du moteur 29 entraîne en rotation l'arbre cannelé 5 pour transmettre le couple à travers la douille 7. Le renvoi d'angle est assuré par le pignon conique pour permettre le passage du couple à la roue conique. Le train épicycloïdal assure alors le passage du couple vers le moyeu. Le couple est alors transmis au moyeu, puis à la roue 104. Conformément à l'invention, le système d'entraînement est associé 10 à un système de direction tel que représenté sur les figures 2 à 5. Le but du système de direction selon l'invention est d'orienter la roue 104 par pivotement autour de son axe de suspension à partir d'une source d'énergie électrique et permettant une gestion électronique. Un tel système permet de diriger un véhicule en actionnant 15 indépendamment les roues et en supprimant toute liaison mécanique entre une commande de direction et l'actionneur de direction (moteur électrique). Par ailleurs, un tel contrôle de la direction des roues permet une amplitude de direction, ou braquage, extrêmement importante, potentiellement de 360°. 20 On notera qu'en outre, il est bien évidemment possible d'équiper chaque roue du véhicule d'un tel système de direction, et non seulement les roues avant comme sur la plupart des véhicules actuels. Cela peut être particulièrement intéressant pour permettre un stationnement facilité du véhicule en milieu urbain en orientant simplement les roues dans une direction 25 sensiblement perpendiculaire à un axe longitudinal du véhicule. Plus précisément, le système de direction selon l'invention permet un mouvement de rotation entre une jambe de direction 100 reliée à la roue 104, et plus particulièrement à un porte-moyeu 103 de ladite roue 104, et un arbre cannelé 67 en liaison cardan avec le châssis du véhicule et pouvant être 30 actionné par l'intermédiaire d'un motoréducteur situé dans la jambe de direction 100 à l'intérieur d'un carter de support 101. La jambe de direction est creuse et est traversée par l'arbre d'entraînement disposé à l'intérieur de la jambe. Conformément au mode de réalisation représenté, l'ensemble 35 motoréducteur comprend un moteur de direction 50 composé classiquement d'un stator 52 et d'un rotor 51, et un réducteur 53 composé d'un arbre d'entrée 54, d'une sortie 55 et d'un support 56. Le stator 52 du moteur de direction 50 est en liaison complète avec le carter de support 101 motoréducteur et un carter 102 de support moteur. A strut 105 composed of a structure located around the splined shaft will ensure the kinematics of the half-train of the vehicle and the recovery of forces applied to the half-train of the vehicle. In operation, the stator of the motor 29 rotates the splined shaft 5 to transmit torque through the bushing 7. The bevel gear is provided by the bevel gear to allow the passage of torque to the conical wheel. The epicyclic train then ensures the passage of torque to the hub. The torque is then transmitted to the hub and then to the wheel 104. In accordance with the invention, the drive system is associated with a steering system as shown in FIGS. 2 to 5. The purpose of the steering system according to the invention is to orient the wheel 104 by pivoting about its axis of suspension from a source of electrical energy and allowing electronic management. Such a system makes it possible to steer a vehicle by operating the wheels independently and by eliminating any mechanical connection between a steering control and the steering actuator (electric motor). Moreover, such a control of the direction of the wheels allows a steering amplitude, or steering, extremely important, potentially 360 °. It should be noted that, in addition, it is of course possible to equip each wheel of the vehicle with such a steering system, and not only the front wheels as on most current vehicles. This may be particularly advantageous for facilitating vehicle parking in an urban environment by simply orienting the wheels in a direction substantially perpendicular to a longitudinal axis of the vehicle. More specifically, the steering system according to the invention allows a rotational movement between a steering leg 100 connected to the wheel 104, and more particularly to a hub carrier 103 of said wheel 104, and a splined shaft 67 in cardan connection. with the vehicle frame and operable via a gearmotor in the steering leg 100 within a support housing 101. The steering leg is hollow and is traversed by the shaft. drive located inside the leg. According to the embodiment shown, the geared motor assembly comprises a steering motor 50 conventionally composed of a stator 52 and a rotor 51, and a gearbox 53 composed of an input shaft 54, an output 55 and a support 56. The stator 52 of the steering motor 50 is in complete connection with the support housing 101 geared motor and a housing 102 of engine support.

Le rotor 51 du moteur de direction 50 est en liaison complète avec un arbre d'entrée 54 du réducteur 53. Le support 56 du réducteur 53 est fixe en rotation par rapport au support de liaison cardan, lui-même lié au châssis du véhicule. La sortie 55 du réducteur 53 est en liaison complète avec le carter 10 de support 101 motoréducteur, ce qui permettra la rotation de la jambe de direction. Par ailleurs, une pièce fusible 63 est prévue pour protéger le groupe motoréducteur 50, 53 dans le cas de couples crête critiques issus d'un choc ou d'un blocage entre la roue 104 et un obstacle de la route.The rotor 51 of the steering motor 50 is in complete connection with an input shaft 54 of the gearbox 53. The support 56 of the gearbox 53 is fixed in rotation with respect to the cardan connection support, itself linked to the chassis of the vehicle. The output 55 of the gearbox 53 is in complete connection with the housing 10 support 101 geared motor, which will allow the rotation of the steering leg. Furthermore, a fuse piece 63 is provided to protect the geared motor unit 50, 53 in the case of critical peak torques resulting from an impact or blockage between the wheel 104 and a road obstacle.

15 Afin de permettre l'amortissement et la suspension du véhicule, on notera que l'arbre cannelé 67 est monté mobile en translation à l'intérieur de la jambe de direction 100. Une douille à billes 64 permet un guidage fiable en translation. La douille à billes 64 est en liaison glissière avec l'arbre cannelé 67, lui-même en liaison complète avec le support de liaison cardan.In order to allow the damping and the suspension of the vehicle, it will be noted that the splined shaft 67 is movably mounted in translation inside the steering leg 100. A ball bushing 64 provides reliable guidance in translation. The ball bushing 64 is slidably connected to the splined shaft 67, itself in complete connection with the cardan connection support.

20 Le support 56 du réducteur 53 est en liaison complète avec la pièce fusible 63, elle-même en liaison complète avec une douille à bille 64 de la jambe de direction 100. L'ensemble constitué de la pièce fusible 63 et de la douille à billes 64 est guidé en rotation par rapport au carter de liaison glissière de la jambe de 25 direction 100 et au carter de support 101 motoréducteur par un palier lisse 69 et un roulement 65. Les cannelures aménagées sur la surface extérieure de l'arbre cannelé 67 permettent de bloquer la rotation de la pièce fusible 63 et du support du réducteur 56, tout en permettant la translation de la jambe de 30 direction 100 et de la roue 104. L'ensemble constitué du rotor 51 de moteur de direction 50, de l'arbre d'entrée 54 du réducteur 53 et d'une bague 59 est guidé en rotation par rapport aux carters de support 101 motoréducteur et de support moteur 102 par un roulement 61 et par un roulement interne du réducteur (non représenté).The carrier 56 of the gear unit 53 is in complete connection with the fuse piece 63, itself in complete connection with a ball bushing 64 of the steering leg 100. The assembly consisting of the fuse piece 63 and the bushing The ball 64 is guided in rotation relative to the sliding link casing of the steering leg 100 and to the geared motor support housing 101 by a plain bearing 69 and a bearing 65. The splines arranged on the outer surface of the spline shaft 67 allow to block the rotation of the fuse piece 63 and the support of the gear 56, while allowing the translation of the steering leg 100 and the wheel 104. The assembly consisting of the rotor 51 of the steering motor 50, the the input shaft 54 of the gearbox 53 and a ring 59 is guided in rotation relative to the geared motor support housing 101 and motor support 102 by a bearing 61 and by an internal bearing of the gear (not shown).

35 Ainsi, comme mentionné précédemment, le système selon l'invention permet de réaliser la direction des roues sans utiliser de biellettes de direction comme c'est l'usage dans l'art antérieur et, par voie de conséquence, de libérer l'espace qui leur est usuellement dédié. Afin de pouvoir piloter la direction de la roue 104, le système comporte un codeur 57 de moteur de direction et un codeur 66 5 d'asservissement de position de la roue 104. Le codeur du moteur de direction 57 permet de mesurer la position angulaire absolue du rotor 51 par rapport au stator 52. Le codeur 66 d'asservissement de la position de la roue permet de mesurer la position angulaire du carter de liaison glissière de la jambe de 10 direction 100 par rapport à une douille à billes 64 de ladite jambe de direction 100. Le codeur du moteur de direction 57 est composé d'une partie fixe 57a liée au carter de support 102 moteur par l'intermédiaire d'une bague 58 et d'une rondelle 60, et d'une partie rotative 57b liée à la bague 59.Thus, as mentioned above, the system according to the invention makes it possible to achieve the direction of the wheels without using steering rods as is the practice in the prior art and, consequently, to free up the space which is usually dedicated to them. In order to be able to control the direction of the wheel 104, the system comprises a steering motor encoder 57 and an encoder 66 for controlling the position of the wheel 104. The steering motor encoder 57 makes it possible to measure the absolute angular position. of the rotor 51 relative to the stator 52. The encoder 66 for controlling the position of the wheel makes it possible to measure the angular position of the sliding link casing of the steering leg 100 relative to a ball bushing 64 of said leg. The steering motor encoder 57 is composed of a stationary portion 57a connected to the engine support casing 102 via a ring 58 and a washer 60, and a rotatable portion 57b connected thereto. at the ring 59.

15 Un capteur de couple (non représenté ici) mesure le couple entre la jambe de direction 100 et l'arbre cannelé 67 relié au châssis. Il est utilisé pour remonter l'information de ressenti de la route à l'utilisateur, ainsi qu'à prévenir d'un fort couple. Le réducteur 53, l'arbre cannelé 67, les codeurs 57 et 66, ainsi que 20 le moteur de direction 50 utilisés dans ce système, peuvent être pleins ou à arbre creux pour permettre éventuellement le passage de câbles, d'arbres tournants, de systèmes de suspensions ou de structures, non représentés ici. Bien que l'invention ait été décrite avec un exemple particulier de réalisation, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle 25 comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. A torque sensor (not shown here) measures the torque between the steering leg 100 and the splined shaft 67 connected to the chassis. It is used to trace the felt information of the road to the user, as well as to prevent a strong couple. The gearbox 53, the splined shaft 67, the encoders 57 and 66, as well as the steering motor 50 used in this system, can be solid or hollow shaft to possibly allow the passage of cables, rotating shafts, systems of suspensions or structures, not shown here. Although the invention has been described with a particular embodiment, it is obvious that it is in no way limited thereto and that it includes all the technical equivalents of the means described, as well as their combinations if these are within the scope of the invention.

Claims

REVENDICATIONS1. A drive and steering system for a wheel (104) of a vehicle comprising at least one electric motor (29) for attachment to a chassis of said vehicle and a transmission device between a shaft of said engine and a hub of the wheel, the transmission device comprising at least one transmission shaft (5, 7) and at least one gearbox intended to be connected to the hub, characterized in that it is associated with a steering system comprising at least one connecting device between a chassis of said vehicle and a hub carrier (103) of said wheel, the connecting device comprising at least one connecting shaft (67) to the chassis and at least one steering leg (100) intended to be connected to said hub carrier of the wheel, and rotatably mounted about a substantially longitudinal axis of said link shaft.

2. System according to claim 1, characterized in that the connecting device forms a suspension leg. 20

3. System according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the connecting shaft (67) is equipped with a cardan connection means to the frame.

4. System according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the steering leg (100) is associated with an electric motor (50) driving in rotation about the axis of the shaft. link (67).

5. System according to claim 4, characterized in that the drive motor (50) is associated with a position sensor (57) for controlling it.

6. System according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the connecting device (67, 100) is at least partially hollow so as to allow the passage of at least one transmission shaft for the wheel drive.

7. System according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the transmission shaft (5, 7) of the transmission device is telescopic.

8. System according to any one of claims 1 to 7, characterized in that a deflection device (102) is disposed between the transmission shaft (5, 7) and the gear (31.

9. System according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the transmission device is disengageable so as to allow driving of the wheel (104) by another engine, especially thermal in the case of hybrid vehicles.

Vehicle, particularly of electrical or hybrid type, comprising at least one wheel (104), characterized in that said wheel is equipped with a drive and steering system according to any one of claims 1 to 9.