FR3116798A1 - Transmission assembly for mobility device and method - Google Patents

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FR3116798A1
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electric motor
ratio
mobility device
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Jonathan CAILLAUD
Jean Baptiste Siegwart
Quentin DORET
Christophe Laurens
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Valeo Embrayages SAS
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Abstract

L’invention concerne un ensemble de transmission (700) pour engin de mobilité, ledit ensemble comportant un moteur électrique (300) et un dispositif de changement de vitesse (100) présentant une pluralité de k rapports entre un premier rapport (G1) et un rapport supérieur dit rapport (Gk,) et un ratio de réduction particulier (Ri), entre un arbre d’entrée (200p), agencé pour être relié à un pédalier (940) de l’engin de mobilité, et un arbre de sortie (230) du dispositif de changement de vitesse lorsque le rapport (Gi) est enclenché, le dispositif de changement de vitesse présentant en outre un rapport neutre qui, lorsqu’il est enclenché ne permet pas à un mouvement du pédalier (940) de propulser l’engin de mobilité ledit ensemble comportant en outre une unité de pilotage (800) agencée pour piloter le dispositif de changement de vitesse (100) et le moteur électrique (300) en mode marche arrière et/ou en mode freinage régénératif . Figure à publier avec l’abrégé : Figure 2The invention relates to a transmission assembly (700) for a mobility device, said assembly comprising an electric motor (300) and a gear change device (100) having a plurality of k ratios between a first ratio (G1) and a upper ratio called ratio (Gk,) and a particular reduction ratio (Ri), between an input shaft (200p), arranged to be connected to a crankset (940) of the mobility device, and an output shaft (230) of the speed change device when the gear (Gi) is engaged, the speed change device further having a neutral gear which, when engaged, does not allow a movement of the crankset (940) to propel the mobility device said assembly further comprising a control unit (800) arranged to control the gear change device (100) and the electric motor (300) in reverse mode and/or in regenerative braking mode. Figure to be published with abstract: Figure 2

Description

Ensemble de transmission pour engin de mobilité et procédéTransmission assembly for mobility device and method

Le domaine de la présente invention est celui de la mobilité dite douce, et plus particulièrement celui des engins de mobilités combinant propulsion électrique et force musculaire, par exemple les vélos à assistance électrique.The field of the present invention is that of so-called soft mobility, and more particularly that of mobility devices combining electric propulsion and muscular force, for example electrically assisted bicycles.

Des boites de vitesses pour cycles sont connues de l’art antérieur. En particulier la publication FR2975367 A1 divulgue un dispositif de changement de vitesses pour vélos comportant une boîte de vitesses à engrenages et une navette coulissante pour effectuer la sélection du rapport. Le dispositif et les engrenages de la boîte de vitesses sont agencés dans un boîtier commun. Alors que le domaine des véhicules légers à pédalier pour le transport de biens ou des personnes se diversifie il existe un besoin pour des boites de vitesse automatiques et électriques fiables et faciles à fabriquer.Gearboxes for cycles are known from the prior art. In particular, publication FR2975367 A1 discloses a gear-changing device for bicycles comprising a gear-driven gearbox and a sliding shuttle for performing gear selection. The device and gears of the gearbox are arranged in a common housing. While the field of light pedal vehicles for transporting goods or people is diversifying, there is a need for automatic and electric gearboxes that are reliable and easy to manufacture.

La demande DE102009029655 A1 décrit une méthode de régulation de l’entraînement électrique auxiliaire d'un vélo. Une unité de commande est prévue pour commander l'entraînement électrique auxiliaire de telle manière qu'une force d'entraînement uniforme est continuellement générée à partir de la composante de puissance appliquée par le conducteur et de la composante de puissance appliquée par l'entraînement auxiliaire électrique.Application DE102009029655 A1 describes a method for regulating the auxiliary electric drive of a bicycle. A control unit is provided for controlling the auxiliary electric drive such that a uniform driving force is continuously generated from the power component applied by the driver and the power component applied by the auxiliary drive electric.

La demande EP2480446 A1 divulgue, pour une bicyclette présentant un entrainement électrique auxiliaire, un procédé visant à récupérer et accumuler de l'énergie lorsque le sens de rotation du pédalier est dirigé vers l'arrière.Application EP2480446 A1 discloses, for a bicycle having an auxiliary electric drive, a method aimed at recovering and accumulating energy when the direction of rotation of the crankset is directed backwards.

Il existe un besoin pour favoriser encore et améliorer le pilotage des vélos à assistance électrique ainsi que la récupération d’énergie en mode freinage.There is a need to further promote and improve the handling of electrically assisted bicycles as well as the recovery of energy in braking mode.

Pour répondre au moins en partie à ces besoins, l’invention, selon un premier aspect a pour objet un ensemble de transmission pour engin de mobilité,To meet these needs at least in part, the invention, according to a first aspect, relates to a transmission assembly for a mobility device,

ledit ensemble comportant un moteur électrique et un dispositif de changement de vitesse présentantsaid assembly comprising an electric motor and a speed change device having

  • une pluralité de rapports entre un premier rapport et un rapport supérieur, eta plurality of gears between a first gear and a top gear, and
  • un ratio de réduction particulier, entre un arbre d’entrée et un arbre de sortie du dispositif de changement de vitesse lorsqu’un rapport particulier est enclenché,a particular reduction ratio, between an input shaft and an output shaft of the speed change device when a particular gear is engaged,

le dispositif de changement de vitesse présentant en outre un rapport neutre,the gear change device also having a neutral ratio,

ledit ensemble comportant en outre une unité de pilotage agencée pour piloter le dispositif de changement de vitesse et le moteur électrique en mode marche arrière et/ou en mode freinage régénératif .said assembly further comprising a control unit arranged to control the gear change device and the electric motor in reverse mode and/or in regenerative braking mode.

L’arbre d’entrée de l’ensemble de transmission est notamment agencé pour être relié à un pédalier de l’engin de mobilité.The input shaft of the transmission assembly is in particular arranged to be connected to a crankset of the mobility device.

L’arbre de sortie de l’ensemble de transmission est notamment agencé pour être relié à au moins une roue de l’engin de mobilité.The output shaft of the transmission assembly is in particular arranged to be connected to at least one wheel of the mobility device.

Lorsque le rapport neutre est enclenché, il ne permet pas à un mouvement du pédalier de propulser l’engin de mobilité.When the neutral gear is engaged, it does not allow a movement of the pedals to propel the mobility device.

L’engin de mobilité est un engin de mobilité à assistance électrique. Le moteur électrique fournit notamment une partie de la puissance de propulsion lorsque la vitesse instantanée de l’engin de mobilité est inférieure à une valeur seuil. Dans le cadre de la présente demande on utilisera indifféremment l’expression engin de mobilité et engin.The mobility device is an electrically assisted mobility device. The electric motor notably provides part of the propulsion power when the instantaneous speed of the mobility device is below a threshold value. In the context of the present application, the expression mobility device and device will be used interchangeably.

Selon un mode de réalisation, l’engin comporte au moins une roue, il peut comporter deux, trois ou quatre roues, voire plus.According to one embodiment, the machine comprises at least one wheel, it can comprise two, three or four wheels, or even more.

L’engin peut être utilisé avec ou sans assistance électrique. Dans le cadre de la présente invention les termes pilote, conducteur, cycliste sont équivalents.The machine can be used with or without electric assistance. In the context of the present invention, the terms driver, driver, cyclist are equivalent.

De façon avantageuse, l’ensemble de transmission selon l’invention présente seule ou en combinaison l’une ou l’autre des caractéristiques ci-dessous :Advantageously, the transmission assembly according to the invention has, alone or in combination, one or other of the characteristics below:

  • le moteur électrique est relié à un pignon de sortie correspondant à un des rapports du dispositif de changement de vitesse.the electric motor is connected to an output pinion corresponding to one of the ratios of the speed change device.
  • il comporte un réducteur, le moteur électrique étant notamment relié au pignon de sortie du dispositif de changement de vitesse via le réducteur notamment via une pluralité de pignons du réducteur. La pluralité de pignons peut comporter cinq pignons, notamment un premier pignon coaxial au moteur électrique, un deuxième pignon, pignon d’entrée du réducteur, engrenant avec le premier pignon,it comprises a reduction gear, the electric motor being in particular connected to the output pinion of the speed change device via the reduction gear, in particular via a plurality of pinions of the reduction gear. The plurality of pinions may comprise five pinions, in particular a first pinion coaxial with the electric motor, a second pinion, input pinion of the reducer, meshing with the first pinion,

un troisième pignon, pignon de sortie du réducteur, solidaire en rotation du deuxième pignon, le troisième pignon engrenant avec un quatrième pignon, un cinquième pignon agencé pour engrener avec le pignon de sortie du dispositif de changement de vitesse, le cinquième pignon étant solidaire en rotation du quatrième pignon.a third pinion, output pinion of the reducer, fixed in rotation to the second pinion, the third pinion meshing with a fourth pinion, a fifth pinion arranged to mesh with the output pinion of the speed change device, the fifth pinion being fixed in rotation of the fourth pinion.

  • Selon différents exemples de mise en œuvre, l’unité de pilotage est agencée pour piloter en outre au moins un d’un système d’éclairage, un système de localisation et/ou de navigation, un système interface homme-machine, cette liste n’étant pas limitative.According to various implementation examples, the control unit is arranged to additionally control at least one of a lighting system, a location and/or navigation system, a man-machine interface system, this list n not being limiting.
  • l’ensemble de transmission est logé dans un boitier, notamment situé au niveau du pédalierthe transmission assembly is housed in a box, in particular located at the level of the pedals
  • l’unité de pilotage est agencée pour recevoir une consigne d’un utilisateur de l’engin de mobilité. La consigne est notamment une consigne de marche arrière. Elle peut être progressive en vitesse. Dans un autre exemple, la consigne est une consigne de freinage régénératif.the control unit is arranged to receive an instruction from a user of the mobility device. The setpoint is in particular a reverse gear setpoint. It can be progressive in speed. In another example, the setpoint is a regenerative braking setpoint.
  • le dispositif de changement de vitesse présente entre 2 et 12 rapports, voire entre 5 et 9 rapports.the gear change device has between 2 and 12 gears, or even between 5 and 9 gears.
  • lorsque le rapport supérieur est enclenché, la vitesse de sortie du dispositif de changement de vitesse est,en particulier 4,5 fois supérieure à la vitesse d’entrée du dispositif de changement de vitesse.when the higher gear is engaged, the output speed of the speed change device is , in particular, 4.5 times greater than the input speed of the speed change device.
  • le saut/ de rapport de réduction entre deux rapports consécutifs du dispositif de changement de vitesse est compris entre 10% et 50%, voire entre 10% et 40%, en particulier entre 15% et 40% , notamment entre 20% et 40%.the jump/reduction ratio between two consecutive gears of the gear change device is between 10% and 50%, or even between 10% and 40%, in particular between 15% and 40%, in particular between 20% and 40%.

Le dispositif de changement de vitesse comporte notammentThe gear change device comprises in particular

  • une série de pinions d’entrée agencés pour tourner librement autour d’un arbre de sélection,a series of input pinions arranged to rotate freely around a selection shaft,
  • une série de pinions de sortie, solidaires en rotation d’un arbre creux , ledit arbre creux, ledit arbre creux étant notamment agencé pour entourer un axe de pédalier de l’engin de mobilité,a series of output pinions, integral in rotation with a hollow shaft, said hollow shaft, said hollow shaft being in particular arranged to surround a crank axle of the mobility device,
  • un actionneur de changement de vitesse agencé pour engager un rapport sélectionné .a gear change actuator arranged to engage a selected gear.

Chacun des rapports présente un ratio particulier, entre la vitesse de sortie et la vitesse d’entrée du dispositif de changement de vitesse.Each of the gears presents a particular ratio, between the output speed and the input speed of the gear change device.

L’actionneur de changement de vitesse comporte avantageusement des moyens électriques d’engagement d’un rapport, notamment un motoréducteur. L’unité de pilotage de l’ensemble de transmission est par exemple agencée pour piloter le motoréducteur de l’actionneur de changement de vitesse.The gear change actuator advantageously comprises electrical means for engaging a gear, in particular a geared motor. The control unit of the transmission assembly is for example arranged to control the gear motor of the gear change actuator.

L’actionneur de changement de vitesse comporte également des moyens mécaniques d’engagement d’un rapport, par exemple une navette mobile en translation dans l’arbre de sélection 200 tel que décrite dans la demande FR2975367 A1.The gear change actuator also comprises mechanical means for engaging a gear, for example a shuttle movable in translation in the selection shaft 200 as described in application FR2975367 A1.

Selon un autre de ces aspects, l’invention porte aussi sur un engin de mobilité comportant un ensemble de transmission tel que décrit précédemment.According to another of these aspects, the invention also relates to a mobility device comprising a transmission assembly as described above.

L’engin comporte notamment une batterie, ou tout autre moyen rechargeable connu de homme du métier pour fournir l’énergie nécessaire pour alimenter le moteur électrique, un système d’éclairage, un pédalier, un système de localisation et/ou navigation ainsi qu’un système interface homme-machine.The machine comprises in particular a battery, or any other rechargeable means known to a person skilled in the art to supply the energy necessary to supply the electric motor, a lighting system, a pedal set, a location and/or navigation system as well as a man-machine interface system.

Selon encore un autre de ses aspects l’invention a pour objet un procédé de freinage régénératif pour engin de mobilité mis en œuvre à l’aide d’un ensemble de transmission, tel que décrit précédemment.According to yet another of its aspects, the subject of the invention is a regenerative braking method for a mobility device implemented using a transmission assembly, as described above.

Le procédé de freinage régénératif comporte notamment une étape de freinage moteur qui peut être précédée d’une étape d’enclenchement du rapport neutre. Par freinage moteur on entend que le moteur n’entraine plus les roues dans cette étape. Ce sont les roues qui entrainent le moteur et permettent de rechargerThe regenerative braking method comprises in particular an engine braking step which may be preceded by a step for engaging the neutral ratio. By engine braking we mean that the engine no longer drives the wheels in this stage. These are the wheels that drive the engine and allow to recharge

Avantageusement l’étape de freinage moteur est suivie d’une étape de freinage mécanique durant laquelle un système mécanique de freins est activé.Advantageously, the engine braking step is followed by a mechanical braking step during which a mechanical braking system is activated.

Lors de l’étape de freinage moteur la vitesse du moteur est de sens opposé au couple.During the motor braking stage, the motor speed is in the opposite direction to the torque.

Selon encore un autre de ses aspects l’invention a pour objet un procédé de marche arrière pour engin de mobilité mis en œuvre à l’aide d’un ensemble de transmission, tel que décrit précédemment.According to yet another of its aspects, the subject of the invention is a reversing method for a mobility device implemented using a transmission assembly, as described above.

Le procédé de marche arrière comporte notamment une étape de commande du moteur électrique en sens inverse, c’est-à-dire dans un sens correspondant à un déplacement de l’engin de mobilité en marche arrière, en particulier précédée d’une étape d’enclenchement du rapport neutreThe reversing method comprises in particular a step of controlling the electric motor in the opposite direction, that is to say in a direction corresponding to a movement of the mobility device in reverse, in particular preceded by a step of engagement of neutral gear

Brève description des figuresBrief description of figures

D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels :Other characteristics, details and advantages of the invention will emerge more clearly on reading the description given below by way of indication in relation to the drawings in which:

La est une vue d’un engin de mobilité selon un des aspects de l’invention,The is a view of a mobility device according to one of the aspects of the invention,

la illustre l’ensemble de transmission de l’engin de mobilité de la ,the illustrates the transmission assembly of the mobility device of the ,

la illustre en coupe le chemin de couple pour un mode de réalisation de l’invention,the illustrates in section the torque path for an embodiment of the invention,

la illustre un détail du mode de réalisation de la ,the illustrates a detail of the embodiment of the ,

la illustre un boitier logeant un ensemble de transmission selon l’invention,the illustrates a box housing a transmission assembly according to the invention,

les et illustrent une mise en œuvre particulière de l’invention, etthem and illustrate a particular implementation of the invention, and

les et [Figure 6b] illustrent une autre mise en œuvre de l’invention.them and [Figure 6b] illustrate another implementation of the invention.

La illustre un engin de mobilité 900 selon un des aspects de l’invention. L’engin 900 est ici un vélo à assistance électrique comportant un moteur électrique 300 d’axe de rotation Xm. Ledit moteur électrique est agencé pour assurer une partie de la propulsion dudit engin.The illustrates a mobility device 900 according to one of the aspects of the invention. The machine 900 is here an electrically assisted bicycle comprising an electric motor 300 with an axis of rotation Xm. Said electric motor is arranged to provide part of the propulsion of said machine.

Lors du déplacement sans assistance électrique, la force motrice est fournie par le cycliste, elle est transmise aux roues 950 par l'intermédiaire de deux pédales tournant autour d'un axe de pédalier Xp qui entraîne la roue arrière par une chaîne.When moving without electric assistance, the driving force is provided by the cyclist, it is transmitted to the 950 wheels via two pedals rotating around a crank axle Xp which drives the rear wheel by a chain.

Comme le montre la , l’engin 900 comporte une unité de pilotage 800 ainsi que plusieurs capteurs 80, situés en particulier au niveau du pédalier, sur le cadre du vélo ou au niveau d’une roue. L’unité de pilotage 800 est notamment agencée pour piloter le moteur électrique 300 et le dispositif de changement de vitesse 100.As shown in , the machine 900 comprises a control unit 800 as well as several sensors 80, located in particular at the level of the pedal assembly, on the frame of the bicycle or at the level of a wheel. The control unit 800 is in particular arranged to control the electric motor 300 and the gear change device 100.

L’engin 900 ici représenté comporte également un dispositif de stockage d’énergie sous forme d’une batterie 910, un système d’éclairage 920, un pédalier 940 d’axe Xp, un système de localisation et/ou navigation 980 ainsi qu’un système interface homme-machine 990 comportant notamment un écran tactile apte à afficher des informations pour et/ou prendre en compte les demandes dudit utilisateur. Le système interface homme-machine 990 est en particulier relié au système de localisation 980 et sert d’interface de navigation. L’invention n’est pas limitée à un système interface homme-machine particulier, et peut comporter tout système connu de l’homme du métier.The machine 900 represented here also comprises an energy storage device in the form of a battery 910, a lighting system 920, a crankset 940 with axis Xp, a location and/or navigation system 980 as well as a man-machine interface system 990 comprising in particular a touch screen capable of displaying information for and/or taking into account the requests of said user. The man-machine interface system 990 is in particular linked to the localization system 980 and serves as a navigation interface. The invention is not limited to a particular man-machine interface system, and may include any system known to those skilled in the art.

Les roues 950 sont munies d’un système de freinage 960, comportant notamment des freins à disque 965.The 950 wheels are equipped with a 960 braking system, including 965 disc brakes.

L’engin 900 comporte un ensemble de transmission 700 illustré . L’ensemble de transmission 700 comporte un dispositif de changement de vitesse 100 et un moteur électrique 400 d’axe de rotation Xm pour fournir une partie de la puissance pour la propulsion de l’engin.Machine 900 has transmission assembly 700 shown . The transmission assembly 700 comprises a speed change device 100 and an electric motor 400 with an axis of rotation Xm to supply part of the power for the propulsion of the machine.

Comme le montre les Figures 1 et 2, le dispositif de changement de vitesse 100 est logé dans un boîtier 600 illustré plus en détail . Le boitier 600 est ici positionné au niveau du pédalier 940 dont l’axe est confondu avec l’axe de sortie X3 du dispositif de changement de vitesse 100.As shown in Figures 1 and 2, shifter 100 is housed in housing 600 shown in more detail . The box 600 is here positioned at the level of the pedal 940 whose axis coincides with the output axis X3 of the gear change device 100.

Comme le montre la Figure 3, le dispositif de changement de vitesse 100 tel qu’illustré comporteAs shown in Figure 3, the shifting device 100 as illustrated includes

  • une série de pinions d’entrée 20 agencés pour tourner librement autour d’un arbre de sélection 200,a series of input pinions 20 arranged to rotate freely around a selection shaft 200,
  • une série de pinions de sortie 30 , solidaires en rotation d’un arbre creux 230, ledit arbre creux étant agencé pour entourer un axe de pédalier 200p de l’engin de mobilité 900,a series of output pinions 30, integral in rotation with a hollow shaft 230, said hollow shaft being arranged to surround a crank axle 200p of the mobility device 900,
  • un actionneur de changement de vitesse 150 agencé pour engager un rapport sélectionné .a gear change actuator 150 arranged to engage a selected gear.

La Figure 3 illustre en traits pleins le chemin de couple Cwu pour le couple fourni par l’utilisateur, en particulier sans assistance électrique. L’entrée de couple se fait par un arbre 200p du pédalier 940, le couple passe par un premier pignon de multiplication primaire 11 qui engrène un deuxième pignon de multiplication primaire 12. Le premier pignon de multiplication primaire 11 est solidaire en rotation de l’arbre 200p du pédalier et le deuxième pignon de multiplication primaire 12 est solidaire en rotation d’un arbre primaire 200. Il existe un rapport de réduction permanent entre l’arbre 200p du pédalier et l’arbre primaire 200Figure 3 illustrates in solid lines the torque path Cwu for the torque supplied by the user, in particular without electric assistance. The torque input takes place via a shaft 200p of the crankset 940, the torque passes through a first primary multiplication pinion 11 which meshes with a second primary multiplication pinion 12. The first primary multiplication pinion 11 is integral in rotation with the 200p shaft of the crankset and the second primary multiplication pinion 12 is integral in rotation with a primary shaft 200. There is a permanent reduction ratio between the 200p shaft of the crankset and the primary shaft 200

L’arbre primaire 200 supporte une série de pignons d’entrée 20 agencés pour engrener avec une série de pignons de sortie 30. Le nombre de pignons d’entrée 20 et de pignons de sortie 30 correspond au nombre de rapports du dispositif de changement de vitesse, ici égale à 7. Dans l’exemple les pignons d’entrée 20 sont référencés Fri de Fr1 à Fr7 et les pignons de sortie 30 Fi de F1 à F7 selon le rapport Gi sélectionné. Les pignons d’entrée 20 sont libres et les pignons de sortie 30 sont fixes par rapport à un arbre de sortie 230. Tous les pignons de sortie 30 sont ainsi liés au pignon de chaîne 955 par l’arbre de sortie 230.The primary shaft 200 supports a series of input gears 20 arranged to mesh with a series of output gears 30. The number of input gears 20 and output gears 30 corresponds to the number of ratios of the gear change device. speed, here equal to 7. In the example the input pinions 20 are referenced Fri from Fr1 to Fr7 and the output pinions 30 Fi from F1 to F7 according to the ratio Gi selected. The input sprockets 20 are free and the output sprockets 30 are fixed with respect to an output shaft 230. All the output sprockets 30 are thus linked to the chain sprocket 955 by the output shaft 230.

Dans le cadre de la présente demande, par les termes « libre », respectivement « fixe », on entend « libre en rotation par rapport à son axe», respectivement « fixe en rotation par rapport à son axe».In the context of the present application, the terms “free”, respectively “fixed”, are understood to mean “free in rotation with respect to its axis”, respectively “fixed in rotation with respect to its axis”.

Le premier pignon de multiplication primaire 11, le deuxième pignon de multiplication primaire 12, les pignons d’entrée de Fr1 à Fr7 forment ici avec les pignons de sortie de F1 à F7 les engrenages du dispositif changement de vitesse 100.The first primary multiplication pinion 11, the second primary multiplication pinion 12, the input pinions from Fr1 to Fr7 form here with the output pinions from F1 to F7 the gears of the speed change device 100.

Le couple traverse le pignon libre Fri qui engrène avec le pignon de sortie Fi correspondant au rapport Gi sélectionné. Le rapport G1 est sélectionné dans l’exemple de la Figure 3 : le pignon libre Fr1 qui engrène avec le pignon de sortie F1. Le rapport G1 correspond ici à un ratio de 1, sans que cette valeur soit limitative de l’invention.The torque passes through the free pinion Fri which meshes with the output pinion Fi corresponding to the selected ratio Gi. The ratio G1 is selected in the example of Figure 3: the idler gear Fr1 which meshes with the output gear F1. The ratio G1 here corresponds to a ratio of 1, without this value limiting the invention.

Enfin, le couple est transmis à la roue 950 par la couronne 955 reliée par une chaine ou une courroie.Finally, the torque is transmitted to the wheel 950 by the crown 955 connected by a chain or a belt.

De façon similaire, le chemin de coupleCwade l’assistance électrique est représenté en traits pointillés. Le couple en provenance de l’utilisateur est le même que précédemment. Cependant, il est cette fois associé à celui en provenance du moteur électrique 400.Similarly, the torque path Cwa of the electric assistance is shown in dotted lines. The torque coming from the user is the same as before. However, this time it is associated with that coming from the electric motor 400.

Dans l’exemple illustré le moteur électrique 400 est relié au pignon de sortie F1 correspondant à un rapport G1 du dispositif de changement de vitesse 100.In the example shown, the electric motor 400 is connected to the output pinion F1 corresponding to a ratio G1 of the gear change device 100.

Le moteur électrique 400 est relié au pignon de sortie F1 via une pluralité de pignons 40 d’un réducteur 400. La pluralité de pignons 40 est formée dans l’exemple décrit de cinq pignons :The electric motor 400 is connected to the output pinion F1 via a plurality of pinions 40 of a reducer 400. The plurality of pinions 40 is formed in the example described from five pinions:

  • un premier pignon 41 co-axial au moteur électrique 400,a first pinion 41 co-axial with the electric motor 400,
  • un deuxième pignon 42 engrenant avec le premier pignon, le deuxième pignon 42 étant un pignon d’entrée du réducteur 300, a second pinion 42 meshing with the first pinion, the second pinion 42 being an input pinion of the reducer 300 ,
  • un troisième pignon 43 , pignon de sortie du réducteur 400, solidaire en rotation du deuxième pignon 42, le troisième pignon 43 engrenant aveca third pinion 43, output pinion of the reducer 400, integral in rotation with the second pinion 42, the third pinion 43 meshing with
  • un quatrième pignon 44, eta fourth pinion 44, and

un cinquième pignon 45 engrenant avec ledit troisième pignon 43, le cinquième pignon 45 étant solidaire en rotation du quatrième pignon.a fifth pinion 45 meshing with said third pinion 43, the fifth pinion 45 being integral in rotation with the fourth pinion.

Un actionneur de changement de vitesse 150 est agencé pour déplacer la navette 155 le long de l’arbre de sélection 200 entre 7 positions de P1à P7et engager un rapport sélectionné.A gear change actuator 150 is arranged to move the shuttle 155 along the selection shaft 200 between 7 positions from P 1 to P 7 and engage a selected gear.

L’actionneur de changement de vitesse 150 comporte des moyens mécaniques d’engagement d’un rapport, par exemple ici une navette 155 mobile en translation dans l’arbre de sélection 200 qui est creux et des moyens électriques d’engagement d’un rapport, notamment un motoréducteur pour déplacer la navette 155 entre une position P0 correspondant au rapport neutre et des positions P1 à P7 correspondant aux rapport de vitesse G1 à G7. La navette 155 est illustrée à la dans la position P0 correspondant au rapport neutre du dispositif de changement de vitesse 100. Aucun pignon libre Fri n’engrène un pignon de sortie et le mouvement du pédalier 940 ne permet pas d’entrainer la roue 950.The gear change actuator 150 comprises mechanical means for engaging a gear, for example here a shuttle 155 movable in translation in the selection shaft 200 which is hollow and electrical means for engaging a gear. , in particular a gear motor for moving the shuttle 155 between a position P0 corresponding to the neutral ratio and positions P1 to P7 corresponding to the speed ratio G1 to G7. Shuttle 155 is shown in in the position P0 corresponding to the neutral ratio of the gear change device 100. No free pinion Fri engages an output pinion and the movement of the crankset 940 does not allow the wheel 950 to be driven.

La illustre de façon schématique un procédé P de pilotage selon l’invention lors de la mise en œuvre de la marche arrière. Le dispositif de changement de vitesse 100 est dans le rapport neutre. Le pédalier n’est pas relié au moteur électrique 400 ni à la sortie du dispositif de changement de vitesse 100. L’utilisateur ne fournit pas de couple utile même s’il pédale à une vitesse de pédalage Sp correspondant à un couple d’entrée Tp du dispositif de changement de vitesse 100.The schematically illustrates a piloting method P according to the invention when implementing reverse gear. Shifter 100 is in neutral gear. The crankset is not connected to the electric motor 400 nor to the output of the speed change device 100. The user does not provide useful torque even if he is pedaling at a pedaling speed Sp corresponding to an input torque Tp of gearshift device 100.

Le couple utile provient alors uniquement du moteur électrique 400. Même si l’utilisateurUpédale, le couple produit par le mouvement du pédalier 940 ne sera pas transmis à la roue. Le moteur électrique 400 tourne en sens inverse entrainant la roue en marche arrière. La vitesse et le couple sont ici négatifs.The useful torque then comes solely from the electric motor 400. Even if the user U is pedaling, the torque produced by the movement of the crankset 940 will not be transmitted to the wheel. The electric motor 400 rotates in the opposite direction driving the wheel in reverse. Speed and torque are negative here.

Le moteur électrique 400 tourne à une vitesse Sm. Il est associé à un réducteur 300 présentant un rapport Ra. La vitesse en sortie du réducteur S’m = Sm / Ra,The electric motor 400 rotates at a speed Sm. It is associated with a reducer 300 having a ratio Ra. The output speed of the reducer S'm = Sm / Ra,

le couple fournit est égal au couple moteur multiplié par le rapport du réducteur 300 : T’m = Tm x Ra.the torque supplied is equal to the motor torque multiplied by the gear ratio 300: T'm = Tm x Ra.

La illustre les étapes du procédé suite à une consigne de l’utilisateur de marche arrière en schémas blocs. L’unité de pilotage 800 commande préalablement le passage en rapport neutre du dispositif de changement de vitesse 100 dans une étape 803. L’unité de pilotage commande l’actionneur 150 du dispositif de changement de vitesse pour qu’aucun pignon libre 20 du dispositif de changement de vitesse ne soit enclenché.The illustrates the steps of the method following a reverse instruction from the user in block diagrams. The control unit 800 controls beforehand the passage into neutral gear of the speed change device 100 in a step 803. The control unit controls the actuator 150 of the speed change device so that no free pinion 20 of the device gearshift is engaged.

Une fois le dispositif de changement de vitesse 100 est en rapport neutre, l’unité de pilotage 800 commande le moteur électrique 400 dans une étape 807 pour propulser l’engin de mobilité 900 en marche arrière.Once the speed change device 100 is in neutral gear, the control unit 800 controls the electric motor 400 in a step 807 to propel the mobility device 900 in reverse.

Dans un mode de réalisation, l’ensemble de transmission comporte un potentiomètre relié au capteur de commande de la marche arrière. L’utilisateurUpeut ainsi choisir la vitesse du moteur électrique 400 de façon continue jusqu’à une valeur maximum de vitesse en marche arrière. Dans une variante, selon la consigne de l’utilisateurUla vitesse du moteur en marche arrière peut prendre une ou plusieurs valeurs discrètes.In one embodiment, the transmission assembly includes a potentiometer connected to the reverse gear control sensor. The user U can thus choose the speed of the electric motor 400 continuously up to a maximum reverse speed value. In a variant, depending on the user's instruction U , the speed of the motor in reverse may take one or more discrete values.

La illustre de façon schématique un procédé P de pilotage selon l’invention lors de la mise en œuvre d’un freinage régénératif. Le dispositif de changement de vitesse 100 est dans le rapport neutre. Le schéma du chemin de couple est inversé lors de l’étape de freinage moteur. Le mouvement de la roue 950 fait tourner le moteur électrique 400 qui fonctionne comme générateur et peut charger la batterie 910 jusqu’à charge complète. La vitesse et le couple sont ici de sens opposés. Le freinage régénératif peut en particulier être mis en œuvre en marche avant, c’est-à-dire avec une vitesse positive et un couple moteur négatif, ou en marche arrière c’est-à-dire avec une vitesse négative et un couple moteur positif.The schematically illustrates a steering method P according to the invention during the implementation of regenerative braking. Shifter 100 is in neutral gear. The torque path pattern is reversed during the motor braking step. The movement of the wheel 950 turns the electric motor 400 which functions as a generator and can charge the battery 910 until fully charged. The speed and the torque are here in opposite directions. Regenerative braking can in particular be implemented in forward motion, that is to say with a positive speed and a negative motor torque, or in reverse motion, that is to say with a negative speed and a motor torque. positive.

La [Figure 6b] illustre les étapes du procédé suite à une consigne freinage de l’utilisateur U. L’unité de pilotage 800 commande préalablement le passage en rapport neutre du dispositif de changement de vitesse 100 dans une étape 803. L’unité de pilotage commande l’actionneur 150 du dispositif de changement de vitesse pour qu’aucun pignon libre 20 du dispositif de changement de vitesse ne soit enclenché.[FIG. 6b] illustrates the steps of the method following a braking instruction from the user U. The control unit 800 controls beforehand the passage into neutral gear of the speed change device 100 in a step 803. The control unit control controls the actuator 150 of the speed change device so that no idler gear 20 of the speed change device is engaged.

Une fois le dispositif de changement de vitesse 100 est en rapport neutre, l’unité de pilotage 800 commande le moteur électrique 400 dans une étape 805 de freinage moteur.Once the speed change device 100 is in neutral gear, the control unit 800 controls the electric motor 400 in a step 805 of engine braking.

Claims (10)

Ensemble de transmission (700) pour engin de mobilité (900),
ledit ensemble comportant un moteur électrique (300) et un dispositif de changement de vitesse (100) présentant
  • une pluralité de k rapports entre un premier rapport (G1) et un rapport supérieur dit rapport (Gk,) et
  • un ratio de réduction particulier (Ri), entre un arbre d’entrée (200p), agencé pour être relié à un pédalier (940) de l’engin de mobilité, et un arbre de sortie (230) du dispositif de changement de vitesse lorsque le rapport (Gi) est enclenché,
le dispositif de changement de vitesse présentant en outre un rapport neutre qui, lorsqu’il est enclenché ne permet pas à un mouvement du pédalier (940) de propulser l’engin de mobilité (900)
ledit ensemble comportant en outre une unité de pilotage (800) agencée pour piloter le dispositif de changement de vitesse (100) et le moteur électrique (300) en mode marche arrière et/ou en mode freinage régénératif .Transmission assembly (700) for mobility device (900),
said assembly comprising an electric motor (300) and a speed change device (100) having
  • a plurality of k ratios between a first ratio (G1) and a higher ratio called ratio (Gk,) and
  • a particular reduction ratio (Ri), between an input shaft (200p), arranged to be connected to a crankset (940) of the mobility device, and an output shaft (230) of the gear change device when the gear (Gi) is engaged,
the gear change device further having a neutral ratio which, when engaged, does not allow movement of the crankset (940) to propel the mobility device (900)
said assembly further comprising a control unit (800) arranged to control the gear change device (100) and the electric motor (300) in reverse mode and/or in regenerative braking mode. Ensemble selon la revendication 1 ou 2, le moteur électrique (300) étant relié à au moins un pignon de sortie (30, Fi) du dispositif de changement de vitesse (100).Assembly according to claim 1 or 2, the electric motor (300) being connected to at least one output pinion (30, F i ) of the speed change device (100). Ensemble selon la revendication précédente, comportant un réducteur (400), le moteur électrique (300) étant relié audit pignon de sortie (30, Fi) du dispositif de changement de vitesse via le réducteur (400).Assembly according to the preceding claim, comprising a reduction gear (400), the electric motor (300) being connected to said output pinion (30, F i ) of the speed change device via the reduction gear (400). Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, le dispositif de changement de vitesse présentant entre 2 et 12 vitesses, voire entre 5 et 9 vitesses.Assembly according to any one of the preceding claims, the speed change device having between 2 and 12 speeds, or even between 5 and 9 speeds. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, l’unité de pilotage (800) étant agencée pour recevoir une consigne d’un utilisateur de l’engin de mobilité.Assembly according to any one of the preceding claims, the control unit (800) being arranged to receive an instruction from a user of the mobility device. Engin de mobilité (900) comportant un ensemble de transmission selon l’une quelconque des revendications précédentes.Mobility device (900) comprising a transmission assembly according to any one of the preceding claims. Procédé de freinage régénératif pour engin de mobilité mis en œuvre à l’aide d’un ensemble de transmission (700) selon l’une des revendications 1 à 5.Regenerative braking method for a mobility device implemented using a transmission assembly (700) according to one of Claims 1 to 5. Procédé de freinage régénératif selon la revendication précédente comportant une étape (805) de freinage moteur précédée d’une étape (803) d’enclenchement du rapport neutre et éventuellement suivie d’une étape (806) de freinage mécanique.Regenerative braking method according to the preceding claim comprising a step (805) of engine braking preceded by a step (803) of engagement of the neutral ratio and possibly followed by a step (806) of mechanical braking. Procédé de marche arrière pour engin de mobilité mis en œuvre à l’aide d’un ensemble de transmission (700) selon l’une des revendications 1 à 5.Method of reversing for a mobility device implemented using a transmission assembly (700) according to one of Claims 1 to 5. Procédé de marche arrière selon la revendication précédente comportant une étape (807) de commande du moteur électrique (300) en sens inverse, précédée d’une étape (803) d’enclenchement du rapport neutre.
Reverse gear method according to the preceding claim comprising a step (807) of controlling the electric motor (300) in the opposite direction, preceded by a step (803) of engaging the neutral gear.
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