WO2011104383A1 - Dispositif de propulsion d'un vehicule avec recuperation et restitution d'energie - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de propulsion d'un véhicule comprenant : un ensemble de motorisation (25) et au moins une roue motrice (15, 16); des moyens de pompage hydraulique (10, 61) actionnés par l'ensemble de motorisation (25); un réservoir hydraulique basse pression (11, 12) et un réservoir hydraulique haute pression (13, 14), les moyens de pompage (10, 61) permettant d'aspirer du fluide du réservoir basse pression (11, 12) vers le réservoir haute pression (13, 14); un premier convertisseur bidirectionnel (17, 18) d'énergie hydraulique en énergie mécanique relié aux deux réservoirs (11, 14) et à la roue motrice (15, 16), le convertisseur bidirectionnel (17, 18) fonctionnant d'une manière continûment variable soit en moteur pour fournir de l'énergie mécanique à la roue motrice (15, 16), soit en pompe lors du freinage du véhicule pour générer de l'énergie hydraulique par différence de pression entre le réservoir haute pression (13, 14) et le réservoir basse pression (11, 12).

Description

Dispositif de propulsion d'un véhicule avec récupération et restitution d'énergie

L'invention concerne un dispositif de suspension adaptative, de direction assistée et de propulsion d'un véhicule avec récupération et restitution d'énergie.

On cherche de plus en plus à limiter la consommation de carburant fossile dans les véhicules. A cet effet, on a développé des véhicules hybrides mettant en œuvre une double motorisation, comme par exemple un moteur thermique et un moteur électrique alimenté par des batteries équipant le véhicule. Le moteur électrique est utilisé tant que la charge des batteries le permet. Les deux moteurs sont couplés pour pouvoir entraîner les roues motrices du véhicule soit séparément soit conjointement. Les batteries peuvent être chargées soit par le moteur thermique soit par une source extérieure d'électricité à laquelle on peut raccorder le véhicule lorsqu'il est à l'arrêt. Ce type de motorisation hybride permet de réduire la consommation de carburant fossile en régime établi mais n'apporte pas de réels avantages pour réduire d'éventuels pics de consommation auxquels est soumis le véhicule lors d'une conduite urbaine ou sportive.

Ces types de conduite sont caractérisés par de nombreuses phases d'accélération et de ralentissement. Tout d'abord une quantité importante d'énergie est dissipée par le freinage et on estime que dans un cycle de conduite urbaine, 40% de l'énergie consommée est perdue lors de freinages intervenant durant le cycle. Certains véhicules équipés de moteurs électriques récupèrent une partie de l'énergie de freinage en chargeant les batteries du véhicule. Cette solution a plusieurs inconvénients. En effet, les batteries alourdissent le véhicule et leur rendement est faible. Ensuite lors d'accélérations importantes, le ou les moteurs doivent pouvoir produire la puissance nécessaire demandée par le conducteur du véhicule. Le ou les moteurs doivent être dimensionnés pour produire de la puissance dans une large plage aux bornes de laquelle on s'éloigne du point de fonctionnement optimum du moteur. Il est même souhaitable d'obtenir une courbe de couple en fonction du régime moteur assez plate pour améliorer l'agrément de conduite. Les moteurs actuels sont donc utilisés sans réel point de fonctionnement optimum. L'invention vise à pallier tout ou partie des problèmes cités plus haut en proposant un nouveau type de propulsion dans lequel on pourra mettre en œuvre un ensemble de motorisation spécialement adapté à un point de fonctionnement précis et optimal décorrélé de toutes phases transitoires, comme les accélérations brutales. Ce nouveau type de propulsion permet également de récupérer temporairement l'énergie de freinage pour la réutiliser ultérieurement. La récupération d'énergie se fait avec un rendement élevé permettant une réduction de consommation de l'ordre de 30%.

A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de propulsion d'un véhicule mettant en œuvre des moyens de stockage d'énergie sous la forme hydraulique. Ces moyens de stockage sont disposés entre un ensemble de motorisation et la ou les roues motrices du véhicule. Un convertisseur bidirectionnel d'énergie hydraulique en énergie mécanique est associé à la ou aux roues motrices et permet soit de fournir de la puissance à ou aux roues, soit de récupérer de la puissance des roues lors d'un freinage du véhicule. On entend par bidirectionnel le fait que le convertisseur puisse inverser le sens de circulation du fluide hydraulique à l'intérieur même du convertisseur sans avoir besoin d'un dispositif indépendant pour inverser la direction du fluide. Le convertisseur fonctionne de façon continûment variable. Cela permet de passer d'une fonction motrice à une fonction réceptrice de la roue sans à coups en passant obligatoirement par un arrêt de circulation du fluide dans le convertisseur tout en conservant un même sens de rotation pour la roue. Un exemple de convertisseur bidirectionnel est donné dans la demande de brevet WO 2009/1 18366 A1 .

L'invention a aussi pour objet un dispositif de propulsion d'un véhicule comprenant un ensemble de motorisation et au moins une roue motrice, caractérisé en ce qu'il comprend en outre :

• des moyens de pompage hydraulique actionnés par l'ensemble de motorisation ;

• un réservoir hydraulique basse pression et un réservoir hydraulique haute pression ; les moyens de pompage permettant d'aspirer du fluide du réservoir basse pression vers le réservoir haute pression ; • un premier convertisseur bidirectionnel d'énergie hydraulique en énergie mécanique relié aux deux réservoirs et à la roue motrice, le convertisseur bidirectionnel fonctionnant d'une manière continûment variable soit en moteur pour fournir de l'énergie mécanique à la roue motrice, soit en pompe lors du freinage du véhicule pour générer de l'énergie hydraulique par différence de pression entre le réservoir haute pression et le réservoir basse pression.

Selon un mode de réalisation particulier de l'invention les moyens de pompage hydraulique sont formés par un second convertisseur bidirectionnel d'énergie hydraulique en énergie mécanique fonctionnant soit en pompe pour fournir de l'énergie hydraulique aux réservoirs haute et basse pression, soit en moteur pour fournir de l'énergie mécanique à l'ensemble de motorisation à partir de l'énergie hydraulique présente entre les réservoirs haute et basse pression. Dans ce mode de réalisation, on assure une équivalence totale entre plusieurs formes d'énergie : l'énergie mécanique opérant au niveau de la ou des roues, l'énergie hydraulique que l'on peut stocker dans les réservoirs hydrauliques et une troisième forme d'énergie, par exemple électrique ou thermique, opérant au niveau de l'ensemble de motorisation. Cette équivalence totale permet de faciliter le dimensionnement des moyens de stockage d'énergie au niveau hydraulique et au niveau électrique ainsi que le dimensionnement de l'ensemble de motorisation.

Selon un autre aspect, l'invention a pour objet un système de suspension, pouvant être mis en œuvre hors du dispositif de propulsion, dont la raideur et/ou l'amortissement sont réglables. Des moyens permettant de faire varier la raideur de la suspension comprennent avantageusement un premier vérin disposé entre un châssis du véhicule et un bloc support de la roue, ainsi que plusieurs seconds vérins connectables de façon discrète au premier vérin ; le nombre des seconds vérins permettant régler la raideur du système de suspension.

L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple, description illustrée par le dessin joint dans lequel :

la figure 1 représente un premier mode de réalisation d'un dispositif de propulsion selon l'invention ; la figure 2 représente un second mode de réalisation d'un dispositif de propulsion selon l'invention ;

la figure 3 représente un troisième mode de réalisation dans lequel un système de suspension et un système de direction assistée utilisent l'énergie hydraulique d'un dispositif conforme à l'invention ;

la figure 4 représente une variante du troisième mode de réalisation.

Par souci de clarté, les mêmes éléments porteront les mêmes repères dans les différentes figures.

Le dispositif représenté sur la figure 1 comprend une pompe hydraulique 10 et quatre réservoirs 1 1 , 12, 13 et 14 contenant un fluide hydraulique sous pression, comme par exemple de l'huile. La pompe 10 permet d'aspirer du fluide des réservoirs 1 1 et 12 pour refouler ce fluide vers les réservoirs 13 et 14. Les réservoirs 1 1 et 12 sont couplés et seront appelés par la suite réservoirs basse pression. De même les réservoirs 13 et 14 sont couplés et seront appelés réservoirs haute pression. Sur la figure 1 , quatre réservoirs sont représentés. Il est bien entendu possible de mettre en œuvre l'invention au moyen de deux réservoirs seulement, un réservoir basse pression et un réservoir haute pression.

Néanmoins, la mise en place de quatre réservoirs, permet de réduire la taille de chacun pour un même volume hydraulique total. Des réservoirs plus petits sont plus faciles à disposer dans un compartiment moteur dont le volume est souvent réduit. Ceci permet également une meilleure répartition des masses embarquées dans le véhicule et donc améliore son équilibre.

Le dispositif comprend deux roues motrices 15 et 16. Il est bien entendu possible de mettre en œuvre l'invention avec une seule roue motrice, par exemple pour un véhicule deux roues dont seule la roue arrière est motrice.

Associé à chaque roue 15 et 16, le dispositif comprend un convertisseur, respectivement 17 et 18. Chaque convertisseur 17 et 18 est bidirectionnel et continûment variable. Il convertit de l'énergie hydraulique en énergie mécanique. Il est relié d'une part aux réservoirs haute et basse pression et d'autre part à la roue motrice considérée. Chaque convertisseur 17 et 18 peut fonctionner soit en moteur pour fournir de l'énergie mécanique à la roue associée 15 ou 16, soit en pompe, lors du freinage du véhicule, pour générer de l'énergie hydraulique par différence de pression entre les réservoirs haute pression 13 et 14 d'une part et basse pression 1 1 et 12 d'autre part. Un exemple de convertisseur bidirectionnel est donné dans la demande de brevet WO 2009/1 18366 A1 . Ce convertisseur comprend des pistons radiaux s'appuyant contre un moyeu dont l'axe est décalé par rapport à l'axe de sortie du convertisseur. Ce décalage forme une excentricité pouvant être réglée entre deux valeurs extrêmes, l'une étant positive et l'autre étant négative de manière à permettre une inversion du débit de fluide entre ses deux liaisons aux réservoirs tout en conservant un même sens de rotation pour l'axe de sortie. Dans ce convertisseur, une commande unique réglant un seul paramètre pour faire varier la cylindrée, permet de passer d'un fonctionnement en moteur à un fonctionnement en pompe de manière continûment variable.

Il est également possible de mettre en place un convertisseur à pistons axiaux dont la variation de cylindrée est commandée par un plateau à inclinaison variable.

Avantageusement chaque convertisseur forme avec un réservoir haute pression et un réservoir basse pression un ensemble monobloc. Cela permet de réduire les longueurs des canalisations hydrauliques reliant le convertisseur aux réservoirs associés et donc les pertes de charge dans ces canalisations. En effet, pour garantir une excellente dynamique au véhicule, notamment pour lui permettre de fortes accélérations, il est avantageux que le fluide hydraulique puisse circuler le plus librement possible entre les réservoirs et le convertisseur associé. En revanche, on peut accepter d'éloigner la pompe 10 des réservoirs car la vitesse de circulation du fluide entre la pompe 10 et les réservoirs reste décolérée des pics de puissance nécessaires à la conduite du véhicule.

Sur la figure 1 , l'axe de sortie du convertisseur 17 porte le repère 19 et peut être relié mécaniquement à la roue 15 par une transmission homocinétique 20 permettant la mise en place d'une suspension classique dans le véhicule. Il est possible d'interposer un réducteur de vitesse 21 , par exemple à train épicycloïdal, entre l'axe de sortie 19 et la transmission 20. Le réducteur de vitesse 21 devra être réversible. Le choix de la mise en place ou non du réducteur 21 se fait en fonction d'un bilan de masse entre un convertisseur 17 en prise directe sur la transmission 20 et l'ajout de la masse du réducteur 21 qui permet d'augmenter le couple transmis à la roue motrice par le convertisseur 17.

La liaison entre le convertisseur 18 et la roue 16 se fait de façon semblable au travers d'une transmission 22 et d'un éventuel réducteur 23 relié à l'axe de sortie 24 du convertisseur 18.

Le dispositif comprend en outre un ensemble de motorisation 25 permettant d'entraîner la pompe 10. Cet ensemble peut comprendre un moteur thermique 26 ou peut former un ensemble hybride comprenant deux moteurs comme par exemple un moteur électrique 27 associé au moteur thermique 26 au moyen d'un coupleur.

En fonctionnement, on peut par exemple maintenir une pression de l'ordre de 350 à 400 bars dans les réservoirs haute pression 13 et 14 et une pression de l'ordre de 10 bars dans les réservoirs basse pression 1 1 et 12. On rappelle qu'un bar correspond à 100 000 Pascals. En maintenant une différence de pression sensiblement constante entre les réservoirs haute et basse pression 1 1 à 14, on dispose au niveau de chaque roue motrice d'un couple important disponible en permanence. Ce couple important permet une accélération rapide du véhicule par exemple dans le cas d'une conduite sportive ou d'une forte pente ascendante. L'énergie hydraulique accumulée dans les réservoirs 1 1 à 14 permet de découpler complètement la commande de l'ensemble de motorisation 25 et les actions de conduite, accélération et freinage, du véhicule. On évite ainsi toute surconsommation de carburant lors des phases d'accélération du véhicule. Cela permet de dimensionner l'ensemble de motorisation 25 en fonction d'une consommation moyenne en énergie et non pas en fonction d'une consommation maximale instantanée, comme réalisé de façon classique dans l'art antérieur. Ce découplage permet également, d'optimiser, en permanence, le point de fonctionnement de l'ensemble de motorisation 25. De façon plus générale, le dispositif comprend avantageusement des moyens pour maintenir une différence de pression sensiblement constante entre les réservoirs haute pression 13 et 14 et les réservoirs basse pression 1 1 , 12. On entend par sensiblement constante une variation du différentiel de pression inférieure à 10% par rapport à une différence de pression nominale donnée. Le dispositif comprend avantageusement une autre pompe 28, par exemple entraînée par l'ensemble de motorisation 25 et permettant de recycler des fuites 29, 30 et 31 de liquide hydraulique provenant respectivement des convertisseurs 17 et 18 et de la pompe 10. Les fuites 29, 30 et 31 sont récupérées dans une bâche 32 et aspirées par la pompe 28 qui refoule ces fuites vers les réservoirs basse pression 1 1 et 12.

Avantageusement, on place dans le circuit hydraulique un échangeur 33 permettant de refroidir le fluide. Cet échangeur est par exemple formé d'un radiateur dans lequel circule le fluide. Le radiateur est refroidi par convection forcée au moyen d'un ventilateur 34 entraîné par un moteur 35, par exemple électrique. L'échangeur 33 est avantageusement placé dans la partie basse pression du circuit hydraulique pour faciliter sa construction en limitant la pression de fluide qui y circule.

Plus précisément, le convertisseur 17 comprend un raccord basse pression 36 relié par une canalisation 37 à un raccord 38 de l'échangeur 33. De même, le convertisseur 18 comprend un raccord basse pression 39 relié par une canalisation 40 à un raccord 41 de l'échangeur 33. L'échangeur 33 comprend un troisième raccord 42 relié par une canalisation 43 à un raccord 44 basse pression de la pompe 10. Les réservoirs basse pression 1 1 et 12 sont raccordés en dérivation sur la canalisation 43 au moyen de canalisations, 45 pour le réservoir 1 1 et 46 pour le réservoir 12.

Lorsque les convertisseurs 17 et 18 fonctionnent en moteur pour fournir de l'énergie mécanique à la roue associée 15 ou 16, le fluide circule dans l'échangeur 33, des raccords 38 et 41 vers le raccord 42. En revanche, lorsque les convertisseurs 17 et 18 fonctionnent en pompe, lors du freinage du véhicule, le fluide circule dans l'échangeur 33, du raccord 42 vers les raccords 38 et 41 .

La pompe 10 comprend un raccord haute pression 47 relié à des raccords haute pression 48 et 49 appartenant respectivement aux convertisseurs 17 et 18 ainsi qu'aux réservoirs haute pression 13 et 14 par l'intermédiaire d'une canalisation 50.

Les deux convertisseurs 17 et 18 fonctionnent indépendamment l'un de l'autre. Il est possible que les roues 15 et 16 tournent à des vitesses différentes par exemple lorsque le véhicule est en virage. Les deux convertisseurs 17 et 18 peuvent toute fois produire le même couple. Cette opération peut se faire en commandant les cylindrées des deux convertisseurs de façon différente mais combinée pour assurer une fonction différentielle permettant d'éviter le dérapage d'une roue lorsque le véhicule est en virage. Il est bien entendu possible d'assurer une commande de variation de la cylindrée des deux convertisseurs 17 et 18 de telle sorte que les roues 15 et 16 tournent à la même vitesse pour bloquer la fonction différentielle en cas de besoin. L'indépendance du contrôle des deux convertisseurs 17 et 18 permet également de mettre en œuvre un système de contrôle électronique de stabilité du véhicule, bien connu dans la littérature anglo-saxonne sous le nom d'ESP pour « Electronic Stability program » ou ESC pour « Electronic Stability Control ». Ce système permet d'éviter les survirages ou sous-virages du véhicule grâce à une commande indépendante des roues en moteur ou en frein.

Dans un véhicule à quatre roues, on peut disposer un convertisseur bidirectionnel au niveau de chacune des quatre roues. Cela permet une récupération de l'énergie de freinage au niveau de chacune des roues. Cela permet aussi de réaliser un véhicule à quatre roues motrices de type 4x4.

Pour assurer le freinage du véhicule à l'arrêt, on peut mettre en place au niveau de chaque roue 15 et 16 un système de freinage traditionnel à disque ou à tambour. Mais avantageusement, on peut réaliser cette fonction hydrauliquement en ajoutant des clapets sur les canalisations hydrauliques 37, 40 et 50 au niveau de chacun des raccords des convertisseurs 17 et 18. Plus précisément, un clapet 51 est placé en coupure de la canalisation 37 au voisinage du raccord 36, un clapet 52 est placé en coupure de la canalisation 50 au voisinage du raccord 48, un clapet 53 est placé en coupure de la canalisation 40 au voisinage du raccord 39 et un clapet 54 est placé en coupure de la canalisation 50 au voisinage du raccord 49. Ces clapets permettent d'isoler hydrauliquement les convertisseurs 17 et 18 et d'empêcher tout fluide d'entrer ou de sortir de chacun des convertisseurs 17 et 18. Pour un convertisseur donné, 17 ou 18, en bloquant toute circulation de fluide et en fixant sa cylindrée à une valeur non nulle, de préférence maximale, on empêche toute rotation de la roue correspondante.

Le dispositif comprend des moyens pour commander les différents éléments du circuit hydraulique comme la cylindrée des convertisseurs 17 et 18, le débit de la pompe 10, et les clapets 51 à 54. Ces moyens sont par exemple formés par un calculateur 55 relié aux différents éléments. Le calculateur 55 peut également piloter l'ensemble de motorisation 25, et le moteur 35 du ventilateur 34.

La figure 2 représente un second mode de réalisation d'un dispositif de propulsion selon l'invention dans lequel on retrouve essentiellement les roues motrices 15 et 16, les réservoirs 1 1 à 14 et les convertisseurs 17 et 18. L'association des roues 15 et 16 aux convertisseurs 17 et 18 est inchangée. Dans ce mode de réalisation l'élément hydraulique actionné par l'ensemble de motorisation 25 est un convertisseur bidirectionnel 61 d'énergie hydraulique en énergie mécanique pouvant fonctionner soit en pompe pour générer de l'énergie hydraulique vers les réservoirs 1 1 à 14 soit en moteur pour fournir de l'énergie mécanique à l'ensemble de motorisation 25 à partir de l'énergie hydraulique disponible dans les réservoirs 1 1 à 14. Cette puissance mécanique peut permettre le démarrage du moteur thermique 26. Cette puissance mécanique peut également permettre le stockage d'énergie électrique grâce à la machine électrique 27 utilisée en génératrice. A cet effet, le dispositif comprend des moyens de stockage d'énergie électrique alimentés par la machine électrique 27 lors de son fonctionnement en générateur et pouvant alimenter la machine électrique 27 lors de son fonctionnement en moteur.

Dans ce mode de réalisation, la pompe 28, permettant le recyclage des fuites, n'est plus entraîné par l'ensemble de motorisation 25 mais par un moteur 62 dédié à cette pompe, comme par exemple un moteur électrique. La pompe 28 peut remplir une autre fonction, alternativement aux recyclage des fuites, consistant à générer de l'énergie hydraulique en pompant du fluide des réservoirs basse pression 1 1 et 12 vers les réservoirs haute pression 13 et 14. Cette seconde fonction de la pompe 28 est utilisée lorsque l'énergie hydraulique disponible par différence de pression entre les réservoirs haute pression 13 et 14 d'une part, et les réservoirs basse pression 1 1 et 12 d'autre part, est insuffisante pour faire démarrer le moteur thermique 26. Le passage d'une fonction à l'autre pour la pompe 28 est assuré par un distributeur 63 permettant de relier la pompe 28 soit entre la bâche 32 et les réservoirs basse pression 1 1 et 12 pour recycler les fuites, soit entre les réservoirs basses pression 1 1 et 12 d'une part et les réservoirs haute pression 13 et 14 d'autre part. Le distributeur 63 est également piloté par le calculateur 55.

On a vu plus haut qu'il est avantageux de maintenir une différence de pression sensiblement constante entre les réservoirs haute pression 13 et 14 et les réservoirs basse pression 1 1 et 12 afin de disposer en permanence d'un couple maximum que l'on peut appliquer aux roues motrices 15 et 16. Néanmoins le dispositif peut comprendre des moyens pour autoriser un fonctionnement dégradé lorsque la différence de pression n'est pas sensiblement constante et des moyens d'information du conducteur du véhicule que le fonctionnement est dégradé. Ceci est notamment utile lorsque la différence de pression est inférieure à la différence de pression nominale donnée. En fonctionnement dégradé, la pompe 28 assure une augmentation de la différence de pression entre les réservoirs basse pression 1 1 et 12 et les réservoirs haute pression 13 et 14. Les moyens pour autoriser le fonctionnement dégradé sont par exemple formé par le calculateur 55 associé à des capteurs de pression 56 et 57 que l'on peut disposer respectivement sur une canalisation basse pression, par exemple la canalisation 43 et sur la canalisation haute pression 50. Les moyens d'information sont par exemple formés par un afficheur 58 relié au calculateur 55.

Il est possible de conserver un système de freinage traditionnel pour équiper le véhicule, notamment pour une utilisation comme frein de parking ou lorsque le véhicule roule à faible vitesse. Ce système de freinage traditionnel met souvent en œuvre un système hydraulique. De même, les véhicules sont souvent équipés d'un système de direction assistée hydraulique. Certains véhicules mettent en œuvre un système de suspension hydraulique centralisé. Avantageusement, les systèmes hydrauliques de freinage et/ou de direction assistée et/ou de suspension pourront utiliser l'énergie hydraulique stockée dans les réservoirs 1 1 à 14. Cela permet d'éviter toute centrale hydraulique dédiée à ces systèmes.

La figure 3 représente un exemple de réalisation d'un dispositif de propulsion dans lequel les réservoirs hydrauliques 12 et 14 sont utilisés pour la suspension et la direction de la roue 16. On retrouve sur cette figure le convertisseur 18, ses clapets 53 et 54, et le convertisseur 61 , qui peut éventuellement être remplacé par la pompe 10. Dans cet exemple, le convertisseur 18 est solidaire d'un bloc support de roue 70 n'ayant qu'un seul degré de liberté en rotation par rapport à la roue 16 pour lui permettre sa rotation. On pourrait ainsi se passer de joint homocinétique entre le roue 16 et le convertisseur 18. Le bloc support 70 est suspendu par rapport à un châssis 71 du véhicule au moyen d'un vérin 72 et peut tourner autour d'un axe vertical 73 pour assurer la direction du véhicule.

Le vérin 72 est disposé entre la châssis 71 et le bloc support 70. Il comprend un piston 74 solidaire du châssis 71 et un corps 75 solidaire du bloc support 70. Le piston 74 peut se déplacer selon un axe vertical parallèle à l'axe 73. Le vérin 72 est double effet et deux chambres 76 et 77 sont disposées de part et d'autre du piston 74. Le système de suspension comprend avantageusement des moyens permettant un amortissement variable. Plus précisément, le vérin 72 comprend un canal 78 reliant les deux chambres 76 et 77. Le canal 78 comprend une restriction variable 79 pilotée par le calculateur 55. Le fait de faire varier le section de la restriction 79 permet de modifier l'amortissement du vérin 72.

Le système de suspension comprend avantageusement des moyens permettant de faire varier le raideur de la suspension. Ces moyens comprennent plusieurs petits vérins avantageusement identiques. Dans l'exemple de la figure 3, quatre vérins 81 à 84 sont représentés. Il est bien entendu que l'invention peut être mise en œuvre quelque soit le nombre de petits vérins. Chaque vérin 81 à 84 comprend des éléments identiques et par la suite, les références associées aux éléments de chaque vérins ne seront décrits que pour le vérin 81 .

Le vérin 81 comprend un piston 81 a séparant deux chambres appelées chambre basse 81 b et chambre haute 81 c. Un ressort 81 d est disposé dans la chambre basse 81 b et la chambre haute 81 c peut être connectée de façon binaire à la chambre 77 du vérin 72 permettant de faire varier la raideur de la suspension d'une manière discrète entre deux valeurs extrémales. Plus précisément, la chambre haute 81 c est connectée au vérin 72 par l'intermédiaire d'un clapet 81 e commandé par le calculateur 55. Le clapet 81 e fonctionne en tout ou rien et est piloté par le calculateur 55. Le pilotage des différents clapets 81 e à 84e associés respectivement aux vérins 81 à 84 permet de choisir le nombre de vérins 81 à 84 connectés à la chambre 77 en fonction de la raideur souhaitée pour la suspension. Cette raideur évolue donc par palier. Les valeurs extrémales de raideur correspondent aux deux situations où tous les clapets 81 e à 84e sont soit ouverts soit fermés.

La chambre 77 peut être avantageusement connectée au moyen d'une électrovanne 85 avec le réservoir haute pression 14. L'électrovanne 85 est pilotée par le calculateur 55. Cette connexion permet de régler la hauteur du châssis 71 du véhicule. Un effort vertical exercé par le vérin 72 sur le châssis 71 est fonction de la pression de fluide régnant dans les chambres 76 et 77 ainsi que d'une différence de surface horizontale des deux chambres 76 et 77. Le système de suspension est dit adaptatif. Il permet d'ajuster, d'une manière contrôlée et continue, les paramètres de raideur et d'amortissement adéquats au profil courant de la chaussée et au mode de conduite adopté.

Le système de direction assistée comprend un vérin 90 reliant le châssis 71 et le support de roue 70. Le vérin 90 permet de faire tourner le support de roue 70 par rapport au châssis 71 autour de l'axe 73. Le vérin 90 est double effet. Il comprend deux chambres 90a et 90b pouvant être raccordée soit au réservoir haute pression 14 soit au réservoir basse pression 12 au moyen d'un distributeur 91 piloté par le calculateur 55. Sur la figure 3, le vérin 90 est représenté schématiquement comme un vérin linéaire. On peut également mettre en œuvre un vérin 90 rotatif qui permet un angle de braquage plus important pouvant aller jusqu'à 90°. Pour un véhicule à quatre roues, toutes les roues peuvent être munies d'un système de direction afin de faciliter les manœuvres de stationnement dans un environnement urbain.

La figure 4 représente un module de roue où l'on retrouve tous les éléments de la figure 3 hormis le convertisseur 18. Cette variante ne comprend que le système de suspension adaptatif et le système de direction assisté. Cette variante peut être mise en œuvre pour une roue non motrice ou en combinaison avec un système de propulsion traditionnel.

Claims

REVENDICATIONS

1 . Dispositif de propulsion d'un véhicule comprenant un ensemble de motorisation (25) et au moins une roue motrice (15, 16), caractérisé en ce qu'il comprend en outre :

• des moyens de pompage hydraulique (10, 61 ) actionnés par l'ensemble de motorisation (25) ;

• un réservoir hydraulique basse pression (1 1 , 12) et un réservoir hydraulique haute pression (13, 14), les moyens de pompage (10, 61 ) permettant d'aspirer du fluide du réservoir basse pression (1 1 , 12) vers le réservoir haute pression (13, 14) ;

· un premier convertisseur bidirectionnel (17, 18) d'énergie hydraulique en énergie mécanique relié aux deux réservoirs (1 1 , 14) et à la roue motrice (15, 16), le convertisseur bidirectionnel (17, 18) fonctionnant d'une manière continûment variable soit en moteur pour fournir de l'énergie mécanique à la roue motrice (15, 16), soit en pompe lors du freinage du véhicule pour générer de l'énergie hydraulique par différence de pression entre le réservoir haute pression (13, 14) et le réservoir basse pression (1 1 , 12), le convertisseur bidirectionnel (17, 18) étant apte à inverser le sens de circulation du fluide hydraulique à l'intérieur même du convertisseur (17, 18) de façon à permettre le passage d'une fonction motrice à une fonction réceptrice de la roue (15, 1 6) sans à coups en passant obligatoirement par un arrêt de circulation du fluide dans le convertisseur bidirectionnel (17, 18) tout en conservant un même sens de rotation pour la roue (15, 16) ;

• des moyens (55, 56, 57) pour maintenir une différence de pression sensiblement constante entre le réservoir hydraulique haute pression

(13, 14) et le réservoir hydraulique basse pression (1 1 , 12).

2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comprend un système de direction assistée hydraulique (90) et/ou un système de freinage hydraulique et/ou un système de suspension hydraulique (72) et en ce que le système de freinage hydraulique et/ou le système de direction assistée hydraulique (90) et/ou le système de suspension hydraulique (72) utilisent de l'énergie hydraulique stockée dans les réservoirs (1 1 à 14).

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le système de suspension (72) comprend avantageusement des moyens permettant un amortissement variable (79).

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le système de suspension (72) comprend avantageusement des moyens (81 à 84) permettant de faire varier la raideur de la suspension.

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens permettant de faire varier la raideur de la suspension comprennent un premier vérin (72) disposé entre un châssis (71 ) du véhicule et un bloc support 70 de la roue (16), ainsi que plusieurs seconds vérins (81 à 84) connectables de façon discrète au premier vérin (72), le nombre de seconds vérins (81 à 84) permettant régler la raideur du système de suspension entre deux valeurs extrémales.

6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend deux roues motrices (15, 16) et deux premiers convertisseurs identiques (17, 18), chacun associé à l'une des deux roues motrices (15, 16) et en ce que le fonctionnement, en pompe ou en moteur d'un des premiers convertisseurs (17, 18) se fait indépendamment du fonctionnement de l'autre des premiers convertisseurs (17, 18).

7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de pompage hydraulique sont formés par un second convertisseur bidirectionnel (61 ) d'énergie hydraulique en énergie mécanique fonctionnant soit en pompe pour fournir de l'énergie hydraulique aux réservoirs haute et basse pression (1 1 à 14), soit en moteur pour fournir de l'énergie mécanique à l'ensemble de motorisation (25) à partir de l'énergie hydraulique présente entre les réservoirs haute et basse pression (1 1 à 14).

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'ensemble de motorisation comprend une machine électrique (27) fonctionnant soit en moteur entraînant le second convertisseur fonctionnant en pompe (10, 61 ), soit en générateur entraîné par le second convertisseur fonctionnant en moteur (61 ).

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de stockage d'énergie électrique alimentés par la machine électrique (27) lors de son fonctionnement en générateur et pouvant alimenter la machine électrique (27) lors de son fonctionnement en moteur.

10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une pompe (28) permettant de recycler des fuites (29, 30, 31 ) de liquide hydraulique provenant des moyens de pompage hydraulique (10, 61 ) et du convertisseur (17, 18).

1 1 . Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la pompe (28) permet, alternativement au recyclage des fuites (29, 30, 31 ), de générer de l'énergie hydraulique en pompant du fluide du réservoir basse pression (1 1 , 12) vers le réservoir haute pression (13, 14).

12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un échangeur (33) permettant de refroidir le fluide.

13. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le convertisseur bidirectionnel (17, 18) forme avec un réservoir haute pression (13, 14) et un réservoir basse pression (1 1 , 12) un ensemble monobloc.

14. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des clapets (51 , 52, 53, 54) permettant d'empêcher tout fluide d'entrer ou de sortir du ou des premiers convertisseurs (17,18).

15. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (55, 56, 57) pour autoriser un fonctionnement dégradé lorsque la différence de pression n'est pas sensiblement constante et des moyens d'information (58) du conducteur du véhicule que le fonctionnement est dégradé.