WO1994027837A1 - Vehicule automobile a traction electrique - Google Patents

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WO1994027837A1
WO1994027837A1 PCT/IB1994/000119 IB9400119W WO9427837A1 WO 1994027837 A1 WO1994027837 A1 WO 1994027837A1 IB 9400119 W IB9400119 W IB 9400119W WO 9427837 A1 WO9427837 A1 WO 9427837A1
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PCT/IB1994/000119
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René Jeanneret
Thomas Edye
Jacques Müller
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Smh Management Services Ag
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Definitions

  • the present invention relates to a motor vehicle comprising: a fuel engine for producing a first mechanical power; - a generator for converting said first mechanical power into a first electrical power; control means operable by a driver of said vehicle to produce a setpoint signal representative of a setpoint power; - a driving wheel; and motor means for supplying a second mechanical power to said drive wheel from a second electric power, said motor means comprising an electric motor mechanically coupled to said drive wheel and a control circuit of said electric motor responding to said setpoint signal for set the value of said second mechanical power to the value of said set power.
  • Motor vehicles with the above characteristics such as those described, for example, in US Pat. Nos. 4,306,156 and DE-C-2,943,554, further include a storage battery which provides most of the time the energy consumed by their electric motor.
  • the fuel engine of these known vehicles is only started when the amount of energy available in the battery drops below a predetermined value, this fuel engine then supplying, via the generator which is supplied to it. coupled, the energy consumed by the electric motor and that which is necessary to recharge the battery.
  • the engine When the amount of energy available in the battery reaches another predetermined value, greater than the previous one, the engine
  • Patent DE-C-2 943 554 also provides for operating the electric motor as a generator to brake the vehicle, the electrical energy thus produced being supplied to the battery provided that the latter is not already fully charged.
  • a vehicle such as those which have just been described has many drawbacks caused by the storage battery which equips it.
  • such a battery has a high mass, generally greater than 100 kilograms and possibly even reaching several hundred kilograms, which increases the empty mass of the vehicle equipped with this battery and therefore decreases the overall efficiency of the latter, that is to say the distance it can travel, all other things being equal, by consuming a determined amount of energy.
  • such a battery has a very large volume, which decreases the ratio between the useful internal volume of the vehicle in which it is installed and the total volume thereof.
  • An object of the present invention is to provide a vehicle of the same kind as the known vehicles described above, but which does not have the disadvantages of these, that is to say a vehicle which has, all other things being equal, a lower mass than that of known vehicles and therefore a higher overall yield than the latter, a cost price and maintenance costs also lower than those of these known vehicles, this vehicle according to the present invention having in addition a ratio between its useful volume and its total volume more favorable than these known vehicles and presenting risks for the environment, in the event of an accident, much lower than those presented by these known vehicles.
  • the claimed motor vehicle which comprises: a fuel engine for producing a first mechanical power; - a generator for converting said first mechanical power into a first electrical power; control means operable by a driver of said vehicle to produce a setpoint signal representative of a setpoint power; - a driving wheel; and motor means for supplying a second mechanical power to said drive wheel from a second electric power, said motor means comprising an electric motor mechanically coupled to said drive wheel and a control circuit of said electric motor responding to said setpoint signal for adjust the value of said second mechanical power to the value of said setpoint power; and which is characterized by the fact that said vehicle further comprises adjustment means responding to said reference signal for adjusting the rotation speed of said fuel engine to the value for which said first mechanical power is at least substantially equal, by on the one hand, to said set power and, on the other hand, to a determined fraction of the maximum mechanical power of said fuel engine, said adjustment means comprising transfer means electrically coupled to said generator and to said motor means for producing said second power electric from said first electric power.
  • these characteristics allow the vehicle according to the present invention to comprise, at least in some of its embodiments, no storage battery such as that which supplies the electric motor of known vehicles with energy necessary for their operation. These characteristics also allow the vehicle according to the present invention to comprise, in other of its embodiments, only a storage battery of considerably lower capacity than that which equips known vehicles.
  • Figure 1 shows schematically and partially, based on a non-limiting example, an embodiment of the vehicle according to the present invention
  • Figure 2 is a table summarizing the operation of certain components of the vehicle of Figure 1
  • FIG. 3 is a diagram schematically representing the maximum mechanical power supplied by a fuel engine as a function of its rotation speed
  • Figure 4 illustrates the operation of the vehicle of Figure 1
  • Figure 5 shows schematically and partially, still using a non-limiting example, another embodiment of the vehicle according to the present invention
  • FIG. 1 shows schematically and partially, based on a non-limiting example, an embodiment of the vehicle according to the present invention
  • Figure 2 is a table summarizing the operation of certain components of the vehicle of Figure 1
  • FIG. 3 is a diagram schematically representing the maximum mechanical power supplied by a fuel engine as a function of its rotation speed
  • Figure 4 illustrates the operation of the vehicle of Figure 1
  • Figure 5 shows schematically and partially, still using a non-limiting example, another embodiment of the vehicle according to the present invention
  • FIG. 6 is a diagram schematically representing the mechanical power supplied by a fuel engine as a function of its speed of rotation for various values of a control signal
  • Figure 7 is a table summarizing the operation of certain components of the vehicle of Figure 5
  • Figure 8 illustrates the operation of the vehicle of Figure 5
  • Figure 9 shows schematically and partially, still by way of non-limiting example, another embodiment of the vehicle according to the present invention
  • - Figure 10 illustrates the operation of the vehicle of Figure 9
  • Figure 11 shows schematically and partially, still by way of non-limiting example, another embodiment of the vehicle according to the present invention
  • FIG. 12 schematically represents control means which can be used in a vehicle according to the present invention.
  • the vehicle according to the present invention in its embodiment shown schematically and partially in FIG. 1, the vehicle according to the present invention, designated by the general reference 1, comprises a driving wheel 2 mechanically connected to the rotor, not shown separately, of an electric motor 3.
  • This motor 3 can be of the same type as any of the various well-known electric motors which can be used to drive a driving wheel of a vehicle and will therefore not be described in more detail.
  • the vehicle 1 also comprises a device supplying a measurement signal SQ representative of the speed of rotation of the motor 3.
  • This device can comprise, as shown in FIG. 1, a disc 31 fixed concentrically to the shaft connecting the motor 3 at wheel 2, a photoelectric or magnetic sensor 32 producing pulses in response to the passage, in front of it, of teeth or holes, not shown, regularly arranged on the periphery of the disc 31, and an electronic circuit 33 providing the signal SQ in response to the pulses produced by the sensor 32.
  • Vehicle 1 also includes a control circuit
  • control circuit 4 will not be described in detail, since its structure obviously depends on the nature of the motor 3 as well as on the form in which it receives the electrical energy mentioned above. It will simply be mentioned that this control circuit 4 comprises, in the present example, two input terminals 4a and 4b, and that it is arranged so as to regulate the electric power which it supplies to the motor 3 as a function of the value a setpoint signal SC which it receives from a device which will be described later and the value of the signal SQ representative of the speed of rotation of this motor 3.
  • this control circuit 4 has been symbolized by a single line although it is obviously constituted by several conductors, the number of which is at least equal to two and depends on the nature of the motor. 3.
  • the vehicle 1 also comprises a fuel engine 5, that is to say an engine producing mechanical energy in response to the combustion of a fuel.
  • a fuel engine 5 that is to say an engine producing mechanical energy in response to the combustion of a fuel.
  • Such an engine can be, for example, an internal combustion engine, a diesel engine, a gas turbine, etc.
  • the output shaft of the motor 5 is connected to the rotor, not shown separately, of an electrical energy generator 6 by a mechanical connection symbolized by a double line.
  • the motor 5 and the generator 6 have also been shown separately, but it is obvious that they can also be joined to one another. Likewise, the mechanical connection between the output shaft of the motor 5 and the rotor of the generator 6 can be direct, as has been shown, or be carried out by means of a gear train or any other similar device.
  • the stator of the generator 6, which has also not been shown separately, comprises in the present example two output terminals 6a and 6b. As will be made clear later, the voltage produced by the generator 6 between these terminals 6a and 6b when the motor 5 drives its rotor in rotation can be continuous or alternating, the control circuit 4 of the motor 3 being of course adapted accordingly .
  • the electric power supplied by the generator 6 is transferred to the control circuit 4 by a power adjustment circuit 7 having two input terminals 7a and 7b connected respectively to the terminals 6a and 6b of the generator 6 and two output terminals 7c and 7d connected respectively to terminals 4a and 4b of the control circuit 4 of the electric motor 3.
  • the adjustment circuit 7 comprises a first resistor 8 and a first switch 9 connected in series with each other and together forming a first adjustment element 10 connected in parallel between the terminals 7a and 7b.
  • the adjustment circuit 7 also includes a second resistor 11 and a second switch 12 connected in parallel with each other and together forming a second adjustment element 13 connected in series between the terminals 7a and 7c.
  • terminals 7b and 7d of the adjustment circuit 7 are directly connected to each other.
  • the switches 9 and 12 have been represented in FIG. 1 in the form of simple contacts, but it is obvious that they are preferably constituted by electronic elements such as transistors or thyristors. Whatever the way in which they are produced, these switches 9 and 12 are respectively controlled by signals SU and SI2 which can each take two distinct states, and they are arranged so as to be open or closed depending on whether their respective control signal SU or SI2 is in its first or second state.
  • the signal SU is in its first state and the switch 9 is open, and the signal SI2 is in its second state and the switch 12 is closed.
  • the vehicle 1 also includes a device supplying a measurement signal SR representative of the speed of rotation R of the fuel engine 5.
  • This device can comprise, as shown in FIG. 1, a disc 14 fixed concentrically to the shaft connecting the motor 5 to the generator 6, a photoelectric or magnetic sensor 15 producing pulses in response to the passage, in front of it, of teeth or holes, not shown, regularly arranged on the periphery of the disc 14, and a circuit electronics 16 supplying the signal SR in response to the pulses produced by the sensor 15.
  • this device for measuring the speed of rotation R of the motor 5 is arranged so that the signal SR has a minimum value SRm when this motor 5 rotates at its minimum speed, which is the speed below which it risks stopping and at which the mechanical power it provides is practically zero, and that this signal SR has a maximum value SRM when this motor 5 is running at its maximum speed, that is to say that is to say at the speed that it must not exceed under penalty of suffering damage.
  • the vehicle 1 also includes an accelerator pedal 17, similar to the accelerator pedal of a conventional vehicle, which is mechanically connected, by a link symbolized by a dashed line, to a sensor 18 providing a signal SC representative of the position of this pedal 17.
  • This signal SC is that which was mentioned above in the description of the control circuit 4 of the motor 3.
  • the sensor 18 will not be described in detail since it is a well known element which can also be achieved in various ways. It will simply be mentioned here that this sensor 18 is arranged so that the signal SC has a minimum value SCm when the pedal 17 is in the position it takes when the driver of the vehicle 1 does not touch it, and that this signal SC has a maximum value SCM when the driver of the vehicle 1 presses this pedal 17 against its end of travel stop.
  • the device for measuring the speed of rotation R of the motor 5 and the sensor 18 are arranged so that the signals SR and SC are of the same kind.
  • each of these two signals can consist of an electrical voltage.
  • this device and this sensor are arranged so that the minimum values SRm and SCm of these signals SR and SC are at least substantially equal, as well as the maximum values SRM and SCM of these two signals SR and SC .
  • the signal-SC varies at least appreciably linearly between its minimum value SCm and its value maximum SCM depending on the position of the accelerator pedal 17.
  • the signals SU and SI2 mentioned above which are the control signals of the switches 9 and 12, are produced respectively by a first comparator circuit 19 and by a second comparator circuit 20.
  • These comparators 19 and 20 each have a first connected input to circuit 16 and therefore receiving the signal SR, a second input connected to the sensor 18 and therefore receiving the signal SC, and an output providing the signal SU or, respectively, SI2.
  • the comparator circuit 19 is arranged so that the signal SU is in its first state when the value of the signal SR is less than or equal to that of the signal SC, and that this signal SU is in its second state when the value of this signal SR is greater than that of this signal SC.
  • the comparator circuit 20 is arranged so that the signal SI2 is in its first state when the value of the signal SR is less than that of the signal SC, and that this signal SI2 is in its second state when the value of this signal SR is greater or equal to that of this SC signal.
  • Comparators 19 and 20 will not be described in more detail since such circuits are well known to specialists. In addition, their constitution depends obviously of the nature of the signals SR and SC which they receive on their inputs and of the nature of the signals SU and SI2 which they must supply to the switches 9 and 12 to open or close these.
  • the mechanical power supplied by the traction motor is adjusted, by suitable means, the nature of which depends on that of this engine, to a set value determined by the position of the vehicle's accelerator pedal.
  • each position of the accelerator pedal corresponds to a set mechanical power
  • the means for adjusting the mechanical power supplied by the engine act on the latter so that the mechanical power which it actually provides becomes or remains equal to this set mechanical power.
  • each value of the signal SC which is representative of the position of the accelerator pedal 17, therefore corresponds to a particular value of a set mechanical power, which will be designated by the reference Pc, and the mechanical power supplied by the motor 3 to the wheel 2 is adjusted, as will be described later, so that its value becomes or remains equal to the value of this set mechanical power Pc, whatever this latter value.
  • FIG. 3 schematically represents the well-known variation of the mechanical power Pm produced under these conditions by the motor 5 as a function of its speed of rotation R. It should be noted that, since the mechanical power Pm produced by the motor 5 is always equal to the maximum mechanical power that it can produce, whatever its speed of rotation R, the signal SR representative of this speed of rotation R is also representative of this power Pm.
  • the device for measuring the speed of rotation R of the motor 5, formed in the present example by the disc 14, the sensor 15 and the electronic circuit 16, is preferably arranged. so that the signal SR, which we have just seen is also representative of the mechanical power Pm supplied by this motor 5, varies at least substantially linearly between its minimum value SRm and its maximum value SRM as a function of this power Pm .
  • the mechanical power Pm produced by the fuel engine 5 when the vehicle 1 is in motion is transformed into electric power by the generator 6.
  • This latter electric power which will be called electric power Pe in the following description
  • the electric power transmitted by the latter to the control circuit 4 will be called electric power Pf in the following description.
  • This electrical power Pf is transmitted to the motor 3, by the control circuit 4, in a form adapted to the nature of this motor 3, and transformed by the latter into mechanical power, which will be called mechanical power Pn in the rest of this description.
  • This mechanical power Pn is obviously used by the driving wheel 2 to advance the vehicle 1.
  • part of the electrical power Pf supplied by the adjustment circuit 7 to the control circuit 4 is dissipated therein and in the electric motor 3, so that the mechanical power Pn produced by the latter has a slightly lower value to that of this electrical power Pf.
  • the electrical power Pe supplied by the generator 6 is equal to the mechanical power Pm produced by the fuel engine 5, and that the mechanical power Pn supplied by the electric motor 3 to the drive wheel 2 is equal to the electric power Pf that the control circuit 4 of this motor 3 receives from the adjustment circuit 7.
  • the signal SC has a value SCI intermediate between its minimum value SCm and its maximum value SCM, and that this value SCI has not varied since a time.
  • This value SCI of the signal SC corresponds to a value Pcl of the reference power Pc, that is to say of the mechanical power Pn that the electric motor 3 must supply to the wheel 2.
  • the fuel engine 5 rotates at a speed Ri which is precisely that at which the value Pml of the mechanical power Pm which it produces is equal to the value Pcl of the power setpoint Pc.
  • the value SRI of the signal SR corresponding to this speed of rotation Ri of the motor 5 and to this mechanical power Pml is therefore equal to the value SCI of the signal SC.
  • the signal SU produced by the comparator 19 is therefore in its first state, so that the switch 9 is open, while the signal SI2 produced by the comparator 20 is in its second state, so that the switch 12 is closed .
  • the adjustment circuit 7 is therefore in the state shown in FIG. 1 where the resistor 8 is not connected and where the resistor 11 is short-circuited.
  • the value Pfl of the electrical power Pf supplied by the adjustment circuit 7 to the control circuit 4 is therefore equal to the value Pel of the electrical power Pe produced by the generator 6, which is itself equal to the value Pml of the mechanical power Pm produced by the motor 5, and therefore at the value Pcl of the reference power Pc.
  • the signal SC takes a new value SC2 lower than the value SCI which he had previously and corresponding to a new value Pc2 of the power setpoint Pc, also less than the previous value Pcl of this setpoint power Pc.
  • Closing the switch 9 has the effect of connecting the resistor 8 in parallel with the generator 6 and the control circuit 4, and therefore increasing the braking torque created by the generator 6, which becomes greater than the motor torque created. by the fuel engine 5.
  • the speed of rotation R of this engine 5 and the mechanical power Pm which it supplies therefore decrease all the more quickly the lower the value of the resistor 8.
  • the vehicle 1 is in a stable situation similar to that which has been described above, that is to say a situation where the powers Pm, Pe, Pf and Pn are all equal to the setpoint power Pc determined by the position of the pedal 17, the only difference between these two situations being the value of this setpoint power Pc and therefore that of these powers Pm, Pe, Pf and Pn.
  • the signal SC takes a new value SC3 greater than the previous value SC2 and corresponding to a new value Pc3 of the set power Pc, which is also greater than the previous value Pc2 of this setpoint power Pc.
  • the signal SC is therefore now greater than the signal SR, so that the comparator circuit 20 puts the signal SI2 in its first state, which causes the opening of the switch 12.
  • the comparator circuit 19 does not modify the signal SU, which remains in its first state, the switch 9 therefore remaining open.
  • the opening of the switch 12 has the effect of connecting the resistor 11 in series between the generator 6 and the control circuit 4, and therefore of reducing the braking torque created by the generator 6, which becomes lower than the engine torque created by the fuel engine 5.
  • the vehicle 1 is again in a stable situation similar to those which have been described above, that is to say a situation where the powers Pm, Pe, Pf and Pn are all equal to the setpoint power Pc determined by the position of the pedal 17, the only difference between the present situation and the previous situations being the value of this setpoint power Pc and therefore that of these powers Pm, Pe, Pf and Pn.
  • FIG. 4 schematically illustrates the progress as a function of time t of the various processes described above.
  • the diagram a) represents by a solid line the signal SC and the corresponding reference power Pc as well as, by a broken line, the signal SR representative of the rotation speed R of the motor 5 and the mechanical power Pm supplied by this motor 5.
  • the signal SR and the mechanical power Pm are respectively different from the signal SC and the reference power Pc only during the periods of time during which this mechanical power Pm varies in response to a variation of this SC signal. This is why the broken line representing the signal SR and the power Pm is visible only during these periods of time.
  • the variations of the signal SR and of the power Pm are generally not linear as has been shown for the purpose of simplification.
  • Diagrams b) and c) of FIG. 4 respectively represent the states of the signal SU and of the switch 9, and the states of the signal SI2 and of the switch 12.
  • the references 1 and 2 respectively designate the first and second states of the signals SU and SI2
  • the references O and F respectively designate the open state and the closed state of the switches 9 and 12.
  • FIG. 5 schematically and partially represents another embodiment of the vehicle according to the present invention, which is designated by the general reference 51.
  • the vehicle 51 comprises a driving wheel 2, an electric motor 3 for driving this wheel 2, an accelerator pedal 17 and a sensor 18 producing a signal SC representative of the position of this pedal 17 and therefore of the setpoint power Pc that the motor 3 must transmit to the wheel 2.
  • the vehicle 51 also includes a control circuit
  • the vehicle 51 also includes a fuel engine
  • the fuel supply device of the engine 55 which has not been shown separately, is arranged, unlike that of the engine 5, so as to regulate the quantity of fuel which it supplies to this engine 55, and therefore the mechanical power Pm produced by the latter at each of its rotation speeds, as a function of the value of a signal SM applied to a terminal 55a and which will be described later.
  • the vehicle 51 also includes a generator 56 producing electrical energy at an alternating voltage when its rotor, which has not been shown separately, is rotated by the output shaft of the motor 55 to which it is mechanically connected.
  • the output terminals of the generator 56 which have also not been shown separately and the number of which depends on the single-phase or multi-phase nature of the alternating voltage produced by this generator 56, are connected to the inputs of a converter 57 which is intended to supply the DC voltage necessary for the operation of the control circuit 54 of the motor 3 mentioned above.
  • the converter 57 will not be described in detail since it is a circuit well known to specialists. It will simply be mentioned here that it is arranged so as to transmit to the control circuit 54 all of the electrical power that it receives from the generator 56 when a control signal SD, which will be described later, is in a first state , and to transmit to this control circuit 54 only a part of this electrical power when this signal SD is in a second state.
  • the signal SM already mentioned the value of which determines the mechanical power supplied by the motor 55 at each of its rotational speeds, is produced by a circuit formed, in the present example, of three switches 58,
  • a first terminal of each of the switches 58 to 60 is connected to the terminal 55a of the motor 55 which we have seen above that it is intended to receive the signal SM.
  • a source not shown, supplies the second terminal of the switch 58 with a fixed value signal SM1, the second terminal of the switch 59 with another fixed value signal SM2, and the second terminal of the switch
  • the value SM1 is that which the signal SM must have in order for the motor 55 to supply, whatever its speed of rotation, a mechanical power equal to a determined fraction of its maximum mechanical power, this fraction being equal to 80% in the present example but can of course have a different value.
  • the value SM2 is that which the signal SM must have in order for the motor 55 to supply only a mechanical power lower than that which it supplies when the signal SM has the value SM1 mentioned above.
  • this value SM2 is that which the signal SM must have in order for the motor 55 to provide practically no more mechanical power, while nevertheless continuing to rotate.
  • the value SM3 is that which the signal SM must have in order for the motor 55 to supply a mechanical power greater than that which it supplies when the signal SM has the value SM1 mentioned above.
  • this value SM3 is that which the signal SM must have in order for the motor 55 to supply its maximum mechanical power whatever its speed of rotation.
  • FIG. 6 schematically represents the variation of the mechanical power Pm supplied by the motor 55 as a function of its speed of rotation R for these three values SM1, SM2 and SM3 of the signal SM.
  • the switches 58 to 60 have been represented in FIG. 5 in the form of simple contacts, but it is obvious that they are preferably constituted by electronic elements such as transistors or thyristors.
  • switches 58, 59 and 60 are respectively controlled by signals SI3, SI4 and SI5 which can each take two distinct states, and they are arranged so as to be open or closed depending on whether their signal of respective command is in its first or second state.
  • the signal SI3 is in its second state and the switch 58 is therefore closed, while the signals SI4 and SI5 are in their first state and the switches 59 and 60 are therefore open .
  • the signals SI3 to SI5 which are applied to switches 58 to 60 by links symbolized by dashed lines, are respectively produced by three comparator circuits 61, 62 and 63 each having a first input connected to circuit 16 and therefore receiving the signal SR , and a second input connected to the sensor 18 and therefore receiving the signal SC.
  • the SD signal mentioned above, which is intended to control the converter 57, is also produced by the comparator 63.
  • Comparator 61 is arranged so that the signal
  • Comparator 62 is arranged so that the signal
  • the comparator 63 is arranged so that the signals SI5 and SD are in their first state when the value of the signal SR is greater than or equal to that of the signal SC and in their second state when the value of this signal SR is less than that of this signal SC.
  • the numbers 1 and 2 indicate that the signal whose reference appears at the top of the column is in its first and, respectively, in its second state.
  • Comparators 61 to 63 will not be described in more detail since such circuits are well known to specialists. In addition, their constitution obviously depends on the nature of the signals SR and SC which they receive on their inputs, on the nature of the signals SI3 to SI5 which they must supply to the switches 58 to 60 to open or close these and, for comparator 63, the nature of the signal SD which it must supply to converter 57 to control the latter in the manner mentioned above.
  • the assembly constituted by the switches 58 to 60 and by the comparators 61 to 63 can be considered as forming a selector selectively giving to the signal SM one of the values SM1 to SM3 as a function of the relative value of the signals SR and SC.
  • the mechanical power supplied by the fuel engine 55 will also be designated by Pm, by the electrical power supplied by the generator 56 by Pe, by the electrical power supplied by the generator 56 by Pf. , in this case by the converter 57, and by Pn the mechanical power supplied by the electric motor 3 to the wheel 2.
  • Pm the mechanical power supplied by the fuel engine 55
  • Pf the electrical power supplied by the generator 56
  • Pf the electrical power supplied by the generator 56
  • Pn the mechanical power supplied by the electric motor 3 to the wheel 2.
  • These various powers are also symbolized by arrows in FIG. 5.
  • the losses in the various elements concerned and it will therefore be assumed that the values of the powers Pm and Pe are equal, as are the values of the powers Pf and Pn.
  • the vehicle 51 also includes a device producing a signal representative of the speed of rotation R of motor 55, which will also be called signal SR.
  • This device producing this signal SR consists of elements similar to elements 14 to 16 of vehicle 1, designated by the same references as the latter and which will therefore not be described again. It will however be mentioned that, in the vehicle 51, these elements 14 to 16, and in particular the electronic circuit 16, are arranged so that the signal SR always has a value equal to that of the signal SC when the motor 55 supplies mechanical power Pm equal, on the one hand, to the setpoint power Pc corresponding to this value of the signal SC and, on the other hand, to a predetermined fraction of the maximum power, which it can supply at the speed at which it rotates.
  • the predetermined fraction mentioned above is equal to 80%, which means that when the signal SM at its SMl value mentioned above, which is precisely that for which the motor 55 provides, whatever its speed of rotation R, a mechanical power equal to 80% of its maximum power, and that the signal SR has a value equal to that of the signal SC, the motor 55 supplies a mechanical power Pm equal to the reference power Pc corresponding to this value of the signal SC.
  • the driver of the latter has maintained the accelerator pedal 17 for some time in a stable position intermediate between its extreme positions.
  • the signal SC therefore also has a stable value corresponding to a stable value of the reference power Pc.
  • These two values will also be called SCI and Pcl respectively.
  • the fuel engine 55 rotates at the speed, which will also be called Ri, for which the signal SR has a value SRI equal to the value SCI of the signal SC.
  • the signal SI3 supplied by the comparator 61 therefore has its second state and the switch 58 is closed, so that the signal SM has the value SM1.
  • the mechanical power Pm supplied by the motor 55 therefore has a value Pml equal to 80% of the maximum power Pml 'that this motor 55 can supply at this speed Ri, and this value Pml is equal to the value Pcl of the reference power Pc corresponding to the value SCI of the signal SC.
  • the signal SD is in its first state, so that the value Pfl of the electric power Pf supplied by the converter 57 to the control circuit 54 of the motor 3 is equal to the value Pel of the electric power Pe that this converter 57 receives from the generator 56, which is itself equal to the value Pml of the mechanical power Pm supplied by the motor 55.
  • the value Pnl of the mechanical power Pn supplied by the motor 3 to the wheel 2 being equal to the value Pfl of the electrical power Pf supplied by the converter 57 to the control circuit 54, this value Pnl is also equal to the value Pcl of the reference power Pc. This situation remains stable as long as the driver of the vehicle 51 does not modify the position of the accelerator pedal 17.
  • the signal SC takes a new value SC2 lower than the value SCI which he had previously and corresponding to a new value Pc2 of the power setpoint Pc, also less than the previous value Pcl of this setpoint power Pc.
  • this reduction in the signal SC has no immediate effect on the speed of rotation R of the fuel engine 55, and therefore on the value of the signal SR which remains equal to SRI.
  • the signal SC is therefore now lower than the signal SR, so that the comparator 61 puts the signal SI3 in its first state, which has the effect of opening the switch 58, and that the comparator 62 puts the signal SI4 in its second state, which has the effect of closing the switch 59.
  • the signal SM thus takes the value for which the SM2 power mechanical Pm supplied by the engine 55 becomes practically zero.
  • the speed of rotation R of the motor 55 therefore decreases rapidly, until the signal SR reaches a value SR2 equal to the new value SC2 of the signal SC.
  • comparator 62 restores signal SI4 to its first value and comparator 61 restores signal SI3 to its second value, so that the value of signal SM becomes equal to SM1 again.
  • the value Pm2 of the mechanical power Pm that the motor 55 then supplies is again equal to 80% of its maximum mechanical power, and this value Pm2 is also equal to the new value Pc2 of the reference power Pc.
  • the vehicle 51 is therefore again in a stable situation similar to that which has been described above, that is to say a situation where the powers Pm, Pe, Pf and Pn are all equal to the set power Pc determined by the position of the pedal 17, the only difference between these two situations being the value of this setpoint power Pc and therefore that of these powers Pm, Pe, Pf and Pn.
  • the signal SC is therefore now greater than the signal SR, so that the comparator 61 restores the signal SI3 to its first value, which has the effect of opening the switch 59, and that the comparator 63 gives the signal SI5 its second value , which has the effect of closing the switch 60.
  • the signal SM therefore takes the value SM3, and the mechanical power supplied by the motor 55 takes the value Pm2 'which is its maximum value at the speed R2 at which this motor 55 is spinning at this time.
  • the comparator 63 gives the signal SD its second value, so that the electric power absorbed by the converter 57 decreases.
  • the braking torque created by the generator 56 therefore also decreases. Since the motor 55 also now supplies its maximum power, its speed of rotation R increases rapidly, as does the value of the signal SR.
  • the comparator 63 restores the signal SD to its first state, so that the converter 57 begins again to transmit to the control circuit 54 of the electric motor 3 all of the electric power Pe that it receives from the generator 56.
  • the vehicle 51 is therefore again in a stable situation where the powers Pm, Pe, Pf and Pn are all equal to the reference power Pc determined by the position of the pedal 17, the only difference between this situation and those which have been described above being the value of this setpoint power Pc and therefore that of these powers Pm, Pe, Pf and Pn.
  • FIG. 8 schematically illustrates the progress as a function of time t of the various processes which have just been described.
  • the diagram a) represents by a solid line the signal SC and by a broken line the signal SR representative of the speed of rotation R of the motor 55.
  • the signal SR is different from the signal SC only during the periods of time during which the speed of rotation R of the motor 55 varies in response to a variation of this signal SC. This is why the broken line representing the signal SR is visible only during these periods of time.
  • Diagrams b), c) and d) respectively represent the states of signal SI3 and of switch 58, of signal SI4 and of the switch 59, and of the signal SI5 and of the switch 60.
  • the references 1 and 2 designate respectively the first and the second state of the signals SI3 to SI5
  • the references O and F respectively designate the open state and the closed state of the switches 58 to 60.
  • Diagram e) of FIG. 8 represents the signal SM, and diagram f) represents by a solid line the setpoint power Pc corresponding to the signal SC and by a dashed line the mechanical power Pm supplied by the motor 55.
  • this mechanical power Pm is different from the setpoint power Pc only during the time periods during which this mechanical power Pm varies in response to a variation of the signal SC. This is why the broken line representing this mechanical power Pm is only visible during these periods of time.
  • the reference PmO designates the value of the mechanical power Pm that the motor 55 provides when the signal SM has its value SM2.
  • FIG. 9 schematically and partially represents another embodiment of the vehicle according to the present invention, which is designated by the reference 91.
  • the elements of the vehicle 91 which are designated by the same references as the elements of the vehicle 51 of FIG. 5 are identical to these and will not be described again.
  • This output 92b of the adder 92 produces a signal SC 'which will also be described later.
  • the vehicle 91 also includes a source of electrical energy 93, an example of which will be described later.
  • the source 93 is capable of storing a certain amount of electrical energy and of restoring the latter under a DC voltage substantially equal to the DC voltage produced by the converter 57.
  • the two terminals of the source 93 between which this DC voltage appears which have not been shown separately, are respectively connected to the corresponding terminals of the converter 57 and of the control circuit 54.
  • the source 93 comprises means, not shown separately, which produce , at an output 93b, a detection signal SB representative of the quantity of electrical energy Q contained in this source 93.
  • These means are arranged so that, when this quantity of electrical energy Q decreases and becomes equal to or less than a first predetermined quantity Ql, this signal SB goes from a first to a second state, and when this quantity of electrical energy Q increases and becomes equal to or greater than a second predetermined quantity Q2 greater than the quantity Q1, this signal SB goes from its second state to its first state.
  • This signal SB is applied to a control input 92c of the adder 92, and the latter is arranged so that the signal SC 'mentioned above is equal to the signal SC when this signal SB is in its first state, and higher by a predetermined amount to this signal SC when the signal SB is in its second state.
  • the adder 92 will not be described in detail since its production does not pose any particular problem for those skilled in the art. As long as the quantity of energy Q contained in the source 93 is greater than the predetermined quantity Ql mentioned above, the operation of the vehicle 91 is identical to that of the vehicle 51 described above since the signal SB is then in its first state and that the signal SC 'is therefore equal to the signal SC. This operation will therefore not be described again in detail.
  • the source of electrical energy 93 supplies the control circuit 54 with an electrical power whose value, which will be called Pe ", is equal to the difference between the value Pc3 of the setpoint power Pc and the value Pe 'of the electric power that the converter 57 still transmits to this control circuit 54.
  • the value of the mechanical power Pn supplied by the motor 3 to the wheel 2 therefore becomes immediately equal to the new value Pc3 of the setpoint power Pc as soon as the value of the setpoint signal SC changes from SC2 to SC3.
  • the signal SB has its first value and the signal SC ', which is equal to the signal SC, therefore has the same value SC3 as the latter. If, in addition, this quantity of electrical energy Q does not become equal to or less than this predetermined quantity Q1 before the speed of rotation R of the motor 55 reaches the value R3, the signal SC 'keeps this value SC3 and a process identical to that which has been described in the case of vehicle 51 takes place when this speed of rotation R reaches this value R3. This process will not be described again.
  • this quantity of electrical energy Q becomes equal to or less than the predetermined quantity Ql before the speed of rotation R reaches the value R3, the signal SB takes its second state, and the signal SC ' takes a new value SC4 greater than the value SC3 of the signal SC.
  • This value Pm4 of the mechanical power Pm is obviously greater than the value Pc3 of the reference power Pc corresponding to the value SC3 of the signal SC, and the same is therefore true of the value Pe4 of the electrical power Pe supplied by the generator 56, which is equal to this value Pm4.
  • the electric power supplied by the converter 57 also has a value equal to Pe4.
  • the value of the electric power that the control circuit 54 can absorb is only equal to the value Pc3 of the reference power Pc corresponding to the value SC3 of the signal SC. The difference between the electric power supplied by the converter 57 and that which is absorbed by the control circuit 54 is then absorbed by the source 93, and the quantity of electric energy Q contained in it increases.
  • FIG. 10 schematically illustrates the progress of the process which has just been described as a function of time.
  • the diagram a) represents by a solid line the signal SC 'and by a broken line the signal SR
  • the diagrams b) to f) represent the same signals or the same quantities as the diagrams designated by the same references in FIG. 8.
  • the diagrams g) and h) respectively represent the quantity of electrical energy Q contained in the source 93 and the signal SB, the first and second states of the latter being respectively identified by references 1 and 2.
  • the source 93 does not supply electrical energy to the control circuit 54 only when the signal SD is in its second state, that is to say during the time when the speed of rotation of the motor 55 increases following an increase in the value of the signal SC. But this increase in this speed of rotation R is very rapid and lasts, at most, only a few seconds.
  • the source 93 must only supply a portion of the electrical power absorbed by the control circuit 54. The amount of electrical energy that the source 93 must be able to contain can therefore be considerably lower than that which must be contained in the battery fitted to the known vehicles described above.
  • the rechargeable electric power source 93 can therefore be constituted by a simple capacitor, for example an electrolytic capacitor, or, if necessary, by an assembly formed by several capacitors.
  • This source 93 can also be constituted by a simple conventional storage battery, for example lead or cadmium-nickel.
  • the DC voltage required to operate the control circuit 54 is relatively high, on the order of a few hundred volts.
  • a conventional storage battery providing such a voltage is bulky and expensive.
  • the source 93 is therefore preferably constituted by the combination of a conventional storage battery supplying a relatively low voltage, for example 12 volts, of a voltage booster supplying the high voltage necessary from this low voltage, and a circuit capable of recharging this battery, when necessary, from the high voltage produced by the converter 57.
  • a source of energy has not been shown and will not be described further. detail because its realization does not pose any particular problem to those skilled in the art.
  • FIG. 11 schematically and partially represents another embodiment of the vehicle according to the invention, which is designated by the reference 111.
  • the elements 2, 3, 5, 6, 14 to 18 and 31 to 33 of the vehicle 111 are identical to the elements designated by the same references in FIG. 1 and will therefore not be described again.
  • the device which supplies the engine 5 with fuel is arranged in such a way that the latter always provides the maximum mechanical power which it can provide at the speed at which it rotates, whatever the latter.
  • the vehicle 111 also comprises a control circuit for the electric motor 3 which is designated by the reference 54 because it is identical to the control circuit designated by the same reference in the diagram in FIG. 5.
  • This control circuit 54 will not be described again here if not to mention that its control signal, the value of which determines the electric power which it supplies to the motor 3, is designated by the reference SE in this example.
  • the DC voltage necessary for the operation of the control circuit 54 is supplied to it by a converter 112, the inputs of which are connected to the generator 6.
  • the converter 112 will not be described in detail since it can be produced in various well known ways. We simply mention that it is arranged so as to permanently transmit to the control circuit 54 all the electrical power absorbed by the latter, unlike the converter 57 of the vehicle 51 shown in FIG. 5, and therefore does not include an input intended for receive a signal such as the SD control signal from this converter 57.
  • the vehicle 111 also includes a calculation circuit 113 whose inputs respectively receive the signal SR representative of the speed of rotation R of the engine 5 and the signal SC representative of the position of the accelerator pedal 17 and therefore of the set power Pc.
  • This calculation circuit 113 is arranged so that the signal SF which it supplies is equal to the product of the difference between the signals SR and SC by a factor greater than one.
  • the signal SF is respectively zero, positive or negative depending on whether the signal SR is equal, greater or less than the signal SC, and the absolute value of this signal SF is always greater than that of the difference of the signals SR and SC when those - these are not equal.
  • the signal SF is applied to the first input of an adder circuit 114, the second input of which receives the signal SC and the output of which supplies the signal SE mentioned above.
  • This signal SE is therefore equal, greater or less than the signal SC depending on whether the signal SF is zero, positive or negative. Furthermore, when the signals SR and SC are not equal, the absolute value of the difference between the signals SE and SC is greater than that of the difference between the signals SR and SC.
  • Vehicle 111 is therefore in a stable situation where the powers Pm, Pe, Pf and Pn are equal to each other, except for losses, and equal to the setpoint power Pc corresponding to the value of the signal SC determined by the position of the accelerator pedal 17.
  • the signal SC takes a new value lower than the previous one and therefore that of the signal SR.
  • the signal SF produced by the calculation circuit 113 therefore becomes positive, and the signal SE increases despite the decrease in the signal SC.
  • the electric power Pf absorbed by the control circuit 54 of the motor 3 therefore increases, as well of course as the electric power Pe supplied by the generator 6.
  • the signal SC takes a new value greater than the previous one and therefore that of the signal SR.
  • the signal SF therefore becomes negative, and the signal SE decreases despite the increase in the signal SC.
  • the electrical power Pf absorbed by the control circuit 54 therefore decreases, as does the electrical power Pe supplied by the generator 6.
  • the braking torque exerted by the generator 6 on the engine 5 decreases, so that the rotational speed R of the latter increases.
  • the speed of rotation R of the fuel engine 5 is adjusted only by temporarily modifying the electric power that the generator 6 must supply, this power being respectively decreased or increased depending on whether this speed of rotation must increase or decrease.
  • the motor 5 continuously supplies the maximum mechanical power which it can supply at the speed at which it rotates and therefore operates continuously under conditions where its efficiency is maximum.
  • the speed of rotation R of the fuel engine 5 is not only adjusted by temporarily modifying the electrical power Pe that the generator 6 must supply, but also by modifying the quantity of fuel and / or oxidizer supplied to this engine 5 by its supply device.
  • this motor 5 operates most of the time under conditions where it provides a mechanical power which is relatively close to its maximum power and which is a fixed and determined fraction of the latter. The characteristics of this motor 5 can therefore be chosen so that its efficiency is maximum when it operates under these conditions.
  • the fuel engine operates continuously, and its speed of rotation is adjusted to the value for which the mechanical power Pm which it supplies is equal, on the one hand, to the setpoint power Pc determined by the position of the accelerator pedal
  • a low-pass filter inserted between the sensor 18 and the circuits receiving the signal SC should have a very low cut-off frequency, of the order of Herz or even less than one Herz, to be effective.
  • the delay of the signal SC with respect to the signal produced by the sensor 18 would therefore be quite significant and would become troublesome in all cases where the driver of the vehicle voluntarily and quickly moves the accelerator pedal 17.
  • control means constituted simply by the accelerator pedal 17 and the sensor 18 in the embodiments described above by control means such as those which are represented in FIG. 12 with the general reference 121.
  • control means 121 comprise an accelerator pedal and a sensor providing a signal representative of the position of this pedal, which are also respectively designated by the references 17 and 18.
  • the signal supplied by the sensor 18 will be designated by the reference SC ".
  • control means 121 include a switching filtering circuit 122 whose role and operation will be made clear by the description which follows.
  • the input E of the switching filter circuit 122 is connected, on the one hand, to the sensor 18 and, on the other hand, to the inputs of a low-pass filter 123 and of a differentiator 124, as well as to a first terminal of a switch 125.
  • the output of the filter 123 and the second terminal of the switch 125 are connected to each other as well as to the output S of the circuit 122 which delivers the signal SC.
  • the filter 123, the differentiator 124 and the switch 125 will not be described in detail since they can be produced in various well known ways. It will simply be mentioned that the switch 125 is preferably constituted by an electronic element such as a transistor or a thyristor, and that it is arranged so as to be open or closed according to a control signal SI6, including the elaboration will be described later, is in a first or a second state.
  • the low-pass filter 123 is arranged so that its cut-off frequency is of the order of Herz, and even preferably less than one Herz.
  • the filter 123 is arranged so that the value of the signal SC is at least substantially equal to the average value of the signal SC "when the switch 125 is open.
  • the value of the signal SG supplied by the differentiator 124 is, conventionally, always proportional to the slope of the signal SC ".
  • this signal SG is positive or negative depending on whether the signal SC" increases or decreases, that is to say depending on whether the pedal 17 is moved in the direction of its end stop or in the direction of its rest position, and the absolute value of this signal SG is proportional to the speed of movement of this pedal 17.
  • the signal SG is applied to the direct input, designated by the + sign, of a first comparator 126, as well as to the reverse input, designated by the - sign, of a second comparator 127.
  • the reverse input - Comparator 126 receives a positive reference voltage Vr + and the direct input + of comparator 127 receives a negative reference voltage Vr " whose absolute value is equal to the value of voltage Vr + .
  • the two reference voltages Vr + and Vr ⁇ are supplied by a source which has not been shown and which is arranged so that the value of the voltage Vr + is equal to that which the signal SG has when the pedal 17 is moved at a determined speed towards its end position, and that the value of the voltage Vr "is equal to that which the signal SG has when this pedal 17 is moved at the same determined speed towards its rest position.
  • this determined speed can be equal to the average speed of the pedal 17 a when it is moved between its two extreme positions in 0.5 seconds.
  • Comparators 126 and 127 will also not be described in detail since they can also be produced in various well known ways. It will simply be mentioned that they are arranged so that their output has a substantially zero voltage or a positive voltage depending on whether their direct input + is negative or positive with respect to their inverse input -. In accordance with a widely accepted convention, it will be said that the output of comparator 126 or 127 is in logic state "0" or in logic state "1" depending on whether it has a substantially zero voltage or a positive voltage. .
  • the outputs of the comparators 126 and 127 are each connected to an input of an OR gate 128, the output of which is connected to the input of a circuit 129 for controlling the switch 125 arranged so that the signal SI6 has its first or its second state, that is to say that the switch 125 is open or closed, depending on whether its input is in the logic state "0" or in the logic state "1".
  • control means 121 will not be described in detail since it easily follows from the explanations given above. It can easily be seen that as long as the driver of a vehicle according to the present invention equipped with this control circuit 121 does not voluntarily modify the position of the pedal 17, the signal SG is zero and the outputs of the comparators 126 and 127 are both in logic state "0", as is the output of OR gate 128. The signal SI6 is therefore in its first state, and the switch 125 is open.
  • the signal SC is therefore practically identical to the signal SC ", but does not exhibit the small variations of the latter which are due to the small involuntary movements of the pedal 17 and which are eliminated by the filter 123. These small movements of the pedal 17 therefore no longer causes variation in the mechanical power Pn supplied by the traction motor 3 to the wheel 2.
  • the signal SG becomes either more positive than the voltage Vr + is more negative than the voltage Vr ⁇ depending on the direction of movement of this pedal 17.
  • the output of one of the comparators 126 and 127 then passes to the logic state "1", so that the signal SI6 takes its second state and that the switch 125 closes, thus short-circuiting the filter 123.
  • the signal SC is then identical to the signal SC "and varies immediately like the latter.
  • control means 121 effectively make it possible to eliminate the variations in the mechanical power Pn supplied by the motor 3 to the wheel 2 due to small involuntary movements of the pedal 17 without however introduce an unacceptable delay in the event of rapid movement of this pedal 17.
  • the vehicles 1, 51, 91 and 111 described above with the aid of Figures 1, 5, 9 and 11 have only one driving wheel driven by a single electric motor. It is obvious that the present invention also applies to vehicles comprising several driving wheels driven together by a single engine or driven in groups or individually by several engines.
  • accelerator pedal 17 of these vehicles 1, 51, 91 and 111 can of course be replaced by any other device that can be actuated by the driver of these vehicles, such as, for example, a joystick.
  • a joystick any other device that can be actuated by the driver of these vehicles
  • the adjustment of the speed of rotation of the fuel engine of a vehicle according to the present invention can be ensured by means different from those which have been described, in particular using a computer programmed so to supply the various signals necessary for this adjustment as a function of the SC and SR signals mentioned above.
  • the generator 6 can be replaced by a generator producing a multi-phase alternating voltage, for example three-phase, the adjustment circuit 7 and the control circuit 4 obviously being adapted accordingly.
  • This adjustment circuit 7 in particular, comprises in such a case several first adjustment elements 10 each connected between two of the terminals of the generator 6 and several second adjustment elements 13 each connected between one of the terminals of the generator 6 and one of the terminals of the circuit 4, the control of these adjustment elements 10 and 13 being identical to that of elements 10 and 13 of FIG. 1.

Abstract

Le véhicule (1) comporte une roue motrice (2) entraînée par un moteur électrique (3) dont le circuit de commande (4) est alimenté par un générateur (6) couplé à un moteur à carburant (5), ainsi qu'un capteur (18) fournissant un signal de consigne (SC) représentatif de la position d'une pédale d'accélérateur (17) et donc de la puissance de consigne que le moteur électrique (3) doit fournir à la roue (2). Pour éviter d'avoir à équiper le véhicule (1) d'une batterie de traction de grande capacité, il comporte encore des moyens (7, 14 à 16, 19, 20) répondant au signal de consigne (SC) pour régler la vitesse de rotation du moteur à carburant (5) à la valeur pour laquelle ce dernier fournit une puissance mécanique (Pm) égale, d'une part, à la puissance de consigne et, d'autre part, à une fraction déterminée de sa puissance maximale.

Description

VEHICULE AUTOMOBILE A TRACTION ELECTRIQUE
La présente invention concerne un véhicule automobile comportant : un moteur à carburant pour produire une première puissance mécanique; - un générateur pour convertir ladite première puissance mécanique en une première puissance électrique; des moyens de commande actionnables par un conducteur dudit véhicule pour produire un signal de consigne représentatif d'une puissance de consigne; - une roue motrice; et des moyens moteurs pour fournir une deuxième puissance mécanique à ladite roue motrice à partir d'une deuxième puissance électrique, lesdits moyens moteurs comprenant un moteur électrique couplé mécaniquement à ladite roue motrice et un circuit de commande dudit moteur électrique répondant audit signal de consigne pour régler la valeur de ladite deuxième puissance mécanique à la valeur de ladite puissance de consigne.
Les véhicules automobiles présentant les caractéristiques ci-dessus, tels que ceux qui sont décrits, par exemple, dans les brevets US-4 306 156 et DE-C-2 943 554, comportent en outre une batterie d'accumulateurs qui fournit la plupart du temps l'énergie consommée par leur moteur électrique. Le moteur à carburant de ces véhicules connus n'est mis en marche que lorsque la quantité d'énergie disponible dans la batterie descend en dessous d'une valeur prédéterminée, ce moteur à carburant fournissant alors, par l'intermédiaire du générateur qui lui est couplé, l'énergie consommée par le moteur électrique et celle qui est nécessaire à la recharge de la batterie. Lorsque la quantité d'énergie disponible dans la batterie atteint une autre valeur prédéterminée, supérieure à la précédente, le moteur à
NT RËÊLË 26 carburant est arrêté, l'énergie consommée par le moteur électrique étant alors à nouveau fournie exclusivement par la batterie. Le brevet DE-C-2 943 554 prévoit en outre de faire fonctionner le moteur électrique en générateur pour freiner le véhicule, l'énergie électrique ainsi produite étant fournie à la batterie pour autant que celle-ci ne soit pas déjà complètement chargée.
Un véhicule tel que ceux qui viennent d'être décrits présente de nombreux inconvénients causés par la batterie d'accumulateurs qui l'équipe.
Ainsi, par exemple, une telle batterie a une masse élevée, généralement supérieure à 100 kilogrammes et pouvant même atteindre plusieurs centaines de kilogrammes, ce qui augmente la masse à vide du véhicule équipé de cette batterie et diminue donc le rendement global de ce dernier, c'est-à-dire la distance qu'il peut parcourir, toutes autres choses étant égales, en consommant une quantité d'énergie déterminée.
De même, une telle batterie a un volume très important, ce qui diminue le rapport entre le volume interne utile du véhicule dans lequel elle est installée et le volume total de celui-ci.
En outre, le prix d'une telle batterie est élevé, ce qui augmente le prix de revient du véhicule, et sa durée de vie est limitée, ce qui oblige à la remplacer périodiquement et augmente donc les frais d'entretien de ce véhicule.
De plus, la masse et le volume élevés d'une telle batterie posent de sérieux problèmes en ce qui concerne sa fixation dans le véhicule, problèmes qui sont encore compliqués par le fait que cette batterie doit être facilement accessible pour permettre son entretien et/ou son remplacement et qui ne peuvent être résolus qu'en utilisant des moyens assez complexes dont le prix vient encore s'ajouter au prix de revient du véhicule. On peut encore mentionner que de telles batteries présentent un risque sérieux pour l'environnement en cas d'accident du véhicule du fait de la quantité importante de matériaux polluants tels que le plomb, l'acide sulfurique ou 1 ' hydroxyde de potassium qu'elles contiennent.
Un but de la présente invention est de proposer un véhicule du même genre que les véhicules connus décrits ci-dessus, mais qui ne présente pas les inconvénients de ceux-ci, c'est-à-dire un véhicule qui a, toutes autres choses étant égales, une masse plus faible que celle des véhicules connus et donc un rendement global plus élevé que ces derniers, un prix de revient et des frais d'entretien également plus faibles que ceux de ces véhicules connus, ce véhicule selon la présente invention ayant en outre un rapport entre son volume utile et son volume total plus favorable que ces véhicules connus et présentant des risques pour l'environnement, en cas d'accident, bien plus faibles que ceux que présentent ces véhicules connus.
Ce but est atteint par le véhicule automobile revendiqué, qui comporte : un moteur à carburant pour produire une première puissance mécanique; - un générateur pour convertir ladite première puissance mécanique en une première puissance électrique; des moyens de commande actionnables par un conducteur dudit véhicule pour produire un signal de consigne représentatif d'une puissance de consigne; - une roue motrice; et des moyens moteurs pour fournir une deuxième puissance mécanique à ladite roue motrice à partir d'une deuxième puissance électrique, lesdits moyens moteurs comprenant un moteur électrique couplé mécaniquement à ladite roue motrice et un circuit de commande dudit moteur électrique répondant audit signal de consigne pour régler la valeur de ladite deuxième puissance mécanique à la valeur de ladite puissance de consigne; et qui est caractérisé par le fait que ledit véhicule comporte en outre des moyens de réglage répondant audit signal de consigne pour régler la vitesse de rotation dudit moteur à carburant à la valeur pour laquelle ladite première puissance mécanique est au moins sensiblement égale, d'une part, à ladite puissance de consigne et, d'autre part, à une fraction déterminée de la puissance mécanique maximale dudit moteur à carburant, lesdits moyens de réglage comprenant des moyens de transfert couplés électriquement audit générateur et auxdits moyens moteurs pour produire ladite deuxième puissance électrique à partir de ladite première puissance électrique. Comme cela sera montré plus loin, ces caractéristiques permettent au véhicule selon la présente invention de ne comporter, au moins dans certaines de ses formes d'exécution, aucune batterie d'accumulateurs telle que celle qui fournit au moteur électrique des véhicules connus l'énergie électrique nécessaire à leur fonctionnement. Ces caractéristiques permettent également au véhicule selon la présente invention de ne comporter, dans d'autres de ses formes d'exécution, qu'une batterie d'accumulateurs de capacité considérablement plus faible que celle qui équipe les véhicules connus.
Ces caractéristiques du véhicule selon la présente invention permettent donc d'éliminer complètement, ou au moins de diminuer considérablement, les inconvénients mentionnés ci-dessus et qui sont liés, dans les véhicules connus, à la présence d'une batterie d'accumulateurs de grande capacité.
D'autres buts et avantages de la présente invention seront rendus évidents par la description de certaines de ses formes d'exécution qui va être faite ci-après à l'aide du dessin annexé dans lequel : la figure 1 représente schématiquement et partiellement, à tire d'exemple non limitatif, une forme d'exécution du véhicule selon la présente invention; la figure 2 est un tableau résumant le fonctionnement de certains composants du véhicule de la figure 1; la figure 3 est un diagramme représentant schématiquement la puissance mécanique maximale fournie par un moteur à carburant en fonction de sa vitesse de rotation; la figure 4 illustre le fonctionnement du véhicule de la figure 1; la figure 5 représente schématiquement et partiellement, toujours à tire d'exemple non limitatif, une autre forme d'exécution du véhicule selon la présente invention; la figure 6 est un diagramme représentant schématiquement la puissance mécanique fournie par un moteur à carburant en fonction de sa vitesse de rotation pour diverses valeurs d'un signal de commande; la figure 7 est un tableau résumant le fonctionnement de certains composants du véhicule de la figure 5; la figure 8 illustre le fonctionnement du véhicule de la figure 5; la figure 9 représente schématiquement et partiellement, toujours à titre d'exemple non limitatif, une autre forme d'exécution du véhicule selon la présente invention; - la figure 10 illustre le fonctionnement du véhicule de la figure 9; la figure 11 représente schématiquement et partiellement, toujours à titre d'exemple non limitatif, une autre forme d'exécution du véhicule selon la présente invention; et la figure 12 représente schématiquement des moyens de commande utilisables dans un véhicule selon la présente invention.
Dans sa forme d'exécution représentée schématiquement et partiellement à la figure 1, le véhicule selon la présente invention, désigné par la référence générale 1, comporte une roue motrice 2 reliée mécaniquement au rotor, non représenté séparément, d'un moteur électrique 3. Ce moteur 3 peut être du même type que n'importe lequel des divers moteurs électriques bien connus utilisables pour entraîner une roue motrice d'un véhicule et ne sera donc pas décrit plus en détail.
Dans la figure 1, la roue 2 et le moteur 3 ont été représentés séparément et leur liaison mécanique a été symbolisée par un double trait. Mais il est évident que cette roue 2 et ce moteur 3 peuvent également être accolés l'un à l'autre. De même, la liaison entre cette roue 2 et le rotor de ce moteur 3 peut être directe, comme cela a été représenté, ou être réalisée par l'intermédiaire d'un train d'engrenages ou de tout autre moyen similaire.
Le véhicule 1 comporte encore un dispositif fournissant un signal de mesure SQ représentatif de la vitesse de rotation du moteur 3. Ce dispositif peut comporter, comme cela a été représenté dans la figure 1, un disque 31 fixé concentriquement à l'arbre reliant le moteur 3 à la roue 2, un capteur 32, photo-électrique ou magnétique, produisant des impulsions en réponse au passage, devant lui, de dents ou de trous, non représentés, disposés régulièrement à la périphérie du disque 31, et un circuit électronique 33 fournissant le signal SQ en réponse aux impulsions produites par le capteur 32. Ces divers composants du dispositif de mesure de la vitesse de rotation du moteur 3 ne seront pas décrits plus en détail car ils sont bien connus des spécialistes, ce dispositif de mesure pouvant d'ailleurs être réalisé de nombreuses autres manières également bien connues.
Le véhicule 1 comporte encore un circuit de commande
4 qui est destiné à transmettre au moteur 3, sous une forme adaptée à la nature de ce dernier, de l'énergie électrique qu'il reçoit d'une manière qui sera précisée plus loin.
Le circuit de commande 4 ne sera pas décrit en détail, car sa structure dépend évidemment de la nature du moteur 3 ainsi que de la forme sous laquelle il reçoit l'énergie électrique mentionnée ci-dessus. On mentionnera simplement que ce circuit de commande 4 comporte, dans le présent exemple, deux bornes d'entrée 4a et 4b, et qu'il est agencé de manière à régler la puissance électrique qu'il fournit au moteur 3 en fonction de la valeur d'un signal de consigne SC qu'il reçoit d'un dispositif qui sera décrit plus loin et de la valeur du signal SQ représentatif de la vitesse de rotation de ce moteur 3.
Dans la figure 1, la liaison entre ce circuit de commande 4 et ce moteur 3 a été symbolisée par un simple trait bien qu'elle soit évidemment constituée par plusieurs conducteurs dont le nombre est au moins égal à deux et dépend de la nature du moteur 3.
Le véhicule 1 comporte encore un moteur à carburant 5, c'est-à-dire un moteur produisant de l'énergie mécanique en réponse à la combustion d'un carburant. Un tel moteur peut être, par exemple, un moteur à explosion, un moteur Diesel, une turbine à gaz, etc.
L'arbre de sortie du moteur 5 est relié au rotor, non représenté séparément, d'un générateur d'énergie électrique 6 par une liaison mécanique symbolisée par un double trait.
Le moteur 5 et le générateur 6 ont aussi été représentés séparément, mais il est évident qu'ils peuvent également être accolés l'un à l'autre. De même, la liaison mécanique entre l'arbre de sortie du moteur 5 et le rotor du générateur 6 peut être directe, comme cela a été représenté, ou être réalisée par l'intermédiaire d'un train d'engrenages ou de tout autre dispositif similaire. Le stator du générateur 6, qui n'a pas non plus été représenté séparément, comporte dans le présent exemple deux bornes de sortie 6a et 6b. Comme cela sera rendu évident plus loin, la tension produite par le générateur 6 entre ces bornes 6a et 6b lorsque le moteur 5 entraîne son rotor en rotation peut être continue ou alternative, le circuit de commande 4 du moteur 3 étant bien entendu adapté en conséquence.
La puissance électrique fournie par le générateur 6 est transférée au circuit de commande 4 par un circuit de réglage de puissance 7 ayant deux bornes d'entrée 7a et 7b reliées respectivement aux bornes 6a et 6b du générateur 6 et deux bornes de sortie 7c et 7d reliées respectivement aux bornes 4a et 4b du circuit de commande 4 du moteur électrique 3.
Le circuit de réglage 7 comporte une première résistance 8 et un premier interrupteur 9 branchés en série l'un avec l'autre et formant ensemble un premier élément de réglage 10 branché en parallèle entre les bornes 7a et 7b.
Le circuit de réglage 7 comporte également une deuxième résistance 11 et un deuxième interrupteur 12 branchés en parallèle l'un avec l'autre et formant ensemble un deuxième élément de réglage 13 branché en série entre les bornes 7a et 7c.
En outre, les bornes 7b et 7d du circuit de réglage 7 sont directement reliées l'une à l'autre.
Les interrupteurs 9 et 12 ont été représentés dans la figure 1 sous la forme de simples contacts, mais il est évident qu'il sont de préférence constitués par des éléments électroniques tels que des transistors ou des thyristors. Quelle que soit la manière dont ils sont réalisés, ces interrupteurs 9 et 12 sont respectivement commandés par des signaux SU et SI2 pouvant prendre chacun deux états distincts, et ils sont agencés de manière à être ouverts ou fermés selon que leur signal de commande respectif SU ou SI2 est dans son premier ou son deuxième état.
Ainsi, dans la situation représentée à la figure 1, le signal SU est dans son premier état et l'interrupteur 9 est ouvert, et le signal SI2 est dans son deuxième état et l'interrupteur 12 est fermé.
Ces signaux SU et SI2 sont produits par des circuits qui seront décrits plus loin et respectivement appliqués aux interrupteurs 9 et 12 par des liaisons symbolisées par des traits mixtes.
Le véhicule 1 comporte encore un dispositif fournissant un signal de mesure SR représentatif de la vitesse de rotation R du moteur à carburant 5. Ce dispositif peut comporter, comme cela a été représenté dans la figure 1, un disque 14 fixé concentriquement à l'arbre reliant le moteur 5 au générateur 6, un capteur 15, photo-électrique ou magnétique, produisant des impulsions en réponse au passage, devant lui, de dents ou de trous, non représentés, disposés régulièrement à la périphérie du disque 14, et un circuit électronique 16 fournissant le signal SR en réponse aux impulsions produites par le capteur 15. Ces divers composants du dispositif de mesure de la vitesse de rotation R du moteur 5 ne seront pas décrits plus en détail car ils sont bien connus des spécialistes, ce dispositif de mesure pouvant d'ailleurs être réalisé de nombreuses autres manières également bien connues.
On mentionnera simplement ici que ce dispositif de mesure de la vitesse de rotation R du moteur 5 est agencé de manière que le signal SR ait une valeur minimale SRm lorsque ce moteur 5 tourne à sa vitesse minimale, qui est la vitesse en dessous de laquelle il risque de s'arrêter et à laquelle la puissance mécanique qu'il fournit est pratiquement nulle, et que ce signal SR ait une valeur maximale SRM lorsque ce moteur 5 tourne à sa vitesse maximale, c'est-à-dire à la vitesse qu'il ne doit pas dépasser sous peine de subir des dégâts.
Le véhicule 1 comporte également une pédale d'accélérateur 17, semblable à la pédale d'accélérateur d'un véhicule classique, qui est reliée mécaniquement, par une liaison symbolisée par un trait mixte, à un capteur 18 fournissant un signal SC représentatif de la position de cette pédale 17. Ce signal SC est celui qui a été mentionné ci-dessus dans la description du circuit de commande 4 du moteur 3. Le capteur 18 ne sera pas décrit en détail car il s'agit d'un élément bien connu qui peut d'ailleurs être réalisé de diverses manières. On mentionnera simplement ici que ce capteur 18 est agencé de manière que le signal SC ait une valeur minimale SCm lorsque la pédale 17 est dans la position qu'elle prend lorsque le conducteur du véhicule 1 ne la touche pas, et que ce signal SC ait une valeur maximale SCM lorsque le conducteur du véhicule 1 appuie cette pédale 17 contre sa butée de fin de course.
Pour une raison qui sera rendue évidente plus loin, il est nécessaire que le dispositif de mesure de la vitesse de rotation R du moteur 5 et le capteur 18 soient agencés de manière que les signaux SR et SC soient de même nature. Par exemple, chacun de ces deux signaux peut être constitué par une tension électrique. De même, il est nécessaire que ce dispositif et ce capteur soient agencés de manière que les valeurs minimales SRm et SCm de ces signaux SR et SC soient au moins sensiblement égales, ainsi que les valeurs maximales SRM et SCM de ces deux signaux SR et SC . En outre, il est préférable mais pas obligatoire que le signal- SC varie au moins sensiblement linéairement entre sa valeur minimale SCm et sa valeur maximale SCM en fonction de la position de la pédale d'accélérateur 17.
Les signaux SU et SI2 mentionnés ci-dessus, qui sont les signaux de commande des interrupteurs 9 et 12, sont respectivement produits par un premier circuit comparateur 19 et par un deuxième circuit comparateur 20. Ces comparateurs 19 et 20 ont chacun une première entrée reliée au circuit 16 et recevant donc le signal SR, une deuxième entrée reliée au capteur 18 et recevant donc le signal SC, et une sortie fournissant le signal SU ou, respectivement, SI2.
Le circuit comparateur 19 est agencé de manière que le signal SU soit dans son premier état lorsque la valeur du signal SR est inférieure ou égale à celle du signal SC, et que ce signal SU soit dans son deuxième état lorsque la valeur de ce signal SR est supérieure à celle de ce signal SC.
Le circuit comparateur 20 est agencé de manière que le signal SI2 soit dans son premier état lorsque la valeur du signal SR est inférieure à celle du signal SC, et que ce signal SI2 soit dans son deuxième état lorsque la valeur de ce signal SR est supérieure ou égale à celle de ce signal SC.
Ce fonctionnement des comparateurs 19 et 20 est résumé dans le tableau de la figure 2 qui indique les états des signaux SU et SI2 ainsi que les états correspondants des interrupteurs 9 et 12 dans les trois cas possibles, c'est-à-dire dans les cas où le signal SR est respectivement inférieur, égal ou supérieur au signal SC. Dans ce tableau, les chiffres 1 et 2 indiquent que le signal dont la référence figure au haut de la colonne est dans son premier et, respectivement, dans son deuxième état.
Les comparateurs 19 et 20 ne seront pas décrits plus en détail car de tels circuits sont bien connus des spécialistes. En outre, leur constitution dépend évidemment de la nature des signaux SR et SC qu'ils reçoivent sur leurs entrées et de la nature des signaux SU et SI2 qu'ils doivent fournir aux interrupteurs 9 et 12 pour ouvrir ou fermer ces derniers. Avant de commencer la description du fonctionnement du véhicule 1, on rappellera que, dans tout véhicule automobile, de quelque type qu'il soit, la puissance mécanique fournie par le moteur de traction est réglée, par des moyens adéquats dont la nature dépend de celle de ce moteur, à une valeur de consigne déterminée par la position de la pédale d'accélérateur du véhicule. En d'autres termes, à chaque position de la pédale d'accélérateur correspond une puissance mécanique de consigne, et les moyens de réglage de la puissance mécanique fournie par le moteur agissent sur ce dernier de manière que la puissance mécanique qu'il fournit effectivement devienne ou reste égale à cette puissance mécanique de consigne.
Dans le cas du véhicule 1, chaque valeur du signal SC, qui est représentatif de la position de la pédale d'accélérateur 17, correspond donc à une valeur particulière d'une puissance mécanique de consigne, qui sera désignée par la référence Pc, et la puissance mécanique fournie par le moteur 3 à la roue 2 est réglée, comme cela sera décrit plus loin, de manière que sa valeur devienne ou reste égale à la valeur de cette puissance mécanique de consigne Pc, quelle que soit cette dernière valeur.
Pour une raison qui sera rendue évidente plus loin, le dispositif, non représenté séparément, qui alimente le moteur 5 en carburant et, le cas échéant, en comburant est agencé, dans le présent exemple, de manière que ce moteur 5 produise toujours la puissance maximale qu'il peut produire à la vitesse à laquelle il tourne, quelle que soit cette dernière. Ainsi dans le cas où ce moteur à carburant 5 est un moteur à explosion alimenté par un carburateur classique, cette condition est réalisée en bloquant le papillon de ce carburateur dans sa position d'ouverture maximale, ou en supprimant complètement ce papillon. La figure 3 représente schématiquement la variation bien connue de la puissance mécanique Pm produite dans ces conditions par le moteur 5 en fonction de sa vitesse de rotation R. Il faut noter que, puisque la puissance mécanique Pm produite par le moteur 5 est toujours égale à la puissance mécanique maximale qu'il peut produire, quelle que soit sa vitesse de rotation R, le signal SR représentatif de cette vitesse de rotation R est également représentatif de cette puissance Pm.
Pour une autre raison, qui sera également rendue évidente plus loin, le dispositif de mesure de la vitesse de rotation R du moteur 5, formé dans le présent exemple par le disque 14, le capteur 15 et le circuit électronique 16, est de préférence agencé de manière que le signal SR, dont on vient de voir qu'il est également représentatif de la puissance mécanique Pm fournie par ce moteur 5, varie au moins sensiblement linéairement entre sa valeur minimale SRm et sa valeur maximale SRM en fonction de cette puissance Pm.
La puissance mécanique Pm produite par le moteur à carburant 5 lorsque le véhicule 1 est en mouvement est transformée en puissance électrique par le générateur 6. Cette dernière puissance électrique, qui sera appelée puissance électrique Pe dans la suite de cette description, est transmise au circuit de commande 4 du moteur 3, totalement ou partiellement comme on le verra plus loin, par le circuit de réglage 7. La puissance électrique transmise par ce dernier au circuit de commande 4 sera appelée puissance électrique Pf dans la suite de cette description. Cette puissance électrique Pf est transmise au moteur 3, par le circuit de commande 4, sous une forme adaptée à la nature de ce moteur 3, et transformée par ce dernier en puissance mécanique, qui sera appelée puissance mécanique Pn dans la suite de cette description. Cette puissance mécanique Pn est évidemment utilisée par la roue motrice 2 pour faire avancer le véhicule 1. Ces puissances Pm, Pe, Pf et Pn ont été symbolisées par des flèches dans la figure 1.
Une partie de la puissance mécanique Pm est dissipée dans le générateur 6, de sorte que la puissance électrique Pe fournie par ce dernier a une valeur légèrement inférieure à celle de cette puissance mécanique Pm.
De même, une partie de la puissance électrique Pf fournie par le circuit de réglage 7 au circuit de commande 4 est dissipée dans ce dernier et dans le moteur électrique 3 , de sorte que la puissance mécanique Pn produite par ce dernier a une valeur légèrement inférieure à celle de cette puissance électrique Pf .
Mais ces puissances dissipées lors de ces transformations sont généralement faibles par rapport à la puissance mécanique Pm fournie par le moteur 5 et, respectivement, par rapport à la puissance électrique absorbée par le moteur 3, de sorte qu'elles seront négligées dans la description du fonctionnement du véhicule 1 qui va suivre. Le spécialiste verra d'ailleurs sans difficulté comment dimensionner les divers éléments du véhicule 1 pour tenir compte, si nécessaire, de ces puissances dissipées dans le générateur 6, dans le circuit de commande 4 et dans le moteur 3.
Pour ne pas compliquer inutilement la description du fonctionnement du véhicule 1 qui va suivre, on admettra donc dans cette description que la puissance électrique Pe fournie par le générateur 6 est égale à la puissance mécanique Pm produite par le moteur à carburant 5, et que la puissance mécanique Pn fournie par le moteur électrique 3 à la roue motrice 2 est égale à la puissance électrique Pf que le circuit de commande 4 de ce moteur 3 reçoit du circuit de réglage 7. On admettra encore que, à l'instant où commence cette description du fonctionnement du véhicule 1, le signal SC a une valeur SCI intermédiaire entre sa valeur minimale SCm et sa valeur maximale SCM, et que cette valeur SCI n'a pas varié depuis un certain temps. Cette valeur SCI du signal SC correspond à une valeur Pcl de la puissance de consigne Pc, c'est-à-dire de la puissance mécanique Pn que le moteur électrique 3 doit fournir à la roue 2.
Dans ces conditions, et comme cela sera rendu évident plus loin, le moteur à carburant 5 tourne à une vitesse Ri qui est justement celle à laquelle la valeur Pml de la puissance mécanique Pm qu'il produit est égale à la valeur Pcl de la puissance de consigne Pc.
La valeur SRI du signal SR correspondant à cette vitesse de rotation Ri du moteur 5 et à cette puissance mécanique Pml est donc égale à la valeur SCI du signal SC.
Le signal SU produit par le comparateur 19 est donc dans son premier état, de sorte que l'interrupteur 9 est ouvert, alors que le signal SI2 produit par le comparateur 20 est dans son deuxième état, de sorte que l'interrupteur 12 est fermé. Le circuit de réglage 7 est donc dans l'état représenté à la figure 1 où la résistance 8 n'est pas connectée et où la résistance 11 est court-circuitée.
La valeur Pfl de la puissance électrique Pf fournie par le circuit de réglage 7 au circuit de commande 4 est donc égale à la valeur Pel de la puissance électrique Pe produite par le générateur 6, qui est elle-même égale à la valeur Pml de la puissance mécanique Pm produite par le moteur 5, et donc à la valeur Pcl de la puissance de consigne Pc.
Il en découle que la valeur Pnl de la puissance mécanique fournie par le moteur électrique 3 est aussi égale à cette valeur Pcl de cette puissance mécanique de consigne Pc. II faut noter que, dans cette situation, le couple moteur créé par le moteur à carburant 5 est égal au couple de freinage créé par le générateur 6, de sorte que la vitesse de rotation R de ce moteur 5 reste constante.
Cette situation reste inchangée tant que le conducteur du véhicule 1 ne modifie pas la position de la pédale 17 et que la valeur du signal SC reste donc égale à SCI.
Lorsque le conducteur du véhicule 1 diminue, par exemple, la pression qu'il exerce sur la pédale 17, le signal SC prend une nouvelle valeur SC2 inférieure à la valeur SCI qu'il avait précédemment et correspondant à une nouvelle valeur Pc2 de la puissance de consigne Pc, également inférieure à la valeur précédente Pcl de cette puissance de consigne Pc.
Comme cela sera rendu évident plus loin, cette diminution du signal SC n'as pas d'effet immédiat sur la vitesse de rotation R du moteur à carburant 5, et donc sur la valeur du signal SR qui reste égale à SRI. Le signal SC est donc maintenant inférieur au signal SR, de sorte que le circuit comparateur 19 met le signal SU dans son deuxième état, ce qui provoque la fermeture de l'interrupteur 9. Par contre, le circuit comparateur 20 ne modifie pas le signal SI2, qui reste dans son deuxième état, l'interrupteur 12 restant donc fermé.
La fermeture de l'interrupteur 9 a pour effet de brancher la résistance 8 en parallèle avec le générateur 6 et le circuit de commande 4, et donc d'augmenter le couple de freinage créé par le générateur 6, qui devient supérieur au couple moteur créé par le moteur à carburant 5. La vitesse de rotation R de ce moteur 5 et la puissance mécanique Pm qu'il fournit diminuent donc d'autant plus rapidement que la valeur de la résistance 8 est faible.
Lorsque cette vitesse de rotation R atteint la valeur R2 pour laquelle le signal SR a une valeur SR2 égale à la nouvelle valeur SC2 du signal SC, le circuit comparateur 19 redonne au signal SU son premier état, de sorte que l'interrupteur 9 s'ouvre à nouveau et que la liaison de la résistance 8 avec le générateur 6 est interrompue.
En outre, la valeur Pm2 de la puissance mécanique Pm fournie par le moteur 5 est maintenant égale à la nouvelle valeur Pc2 de la puissance de consigne Pc puisque la valeur SR2 du signal SR est maintenant égale à la valeur
SC2 du signal SC.
Comme de plus l'interrupteur 9 est maintenant ouvert et que l'interrupteur 12 est toujours fermé, le véhicule 1 est dans une situation stable semblable à celle qui a été décrite ci-dessus, c'est-à-dire une situation où les puissances Pm, Pe, Pf et Pn sont toutes égales à la puissance de consigne Pc déterminée par la position de la pédale 17, la seule différence entre ces deux situations étant la valeur de cette puissance de consigne Pc et donc celle de ces puissances Pm, Pe, Pf et Pn.
Cette situation reste inchangée tant que le conducteur du véhicule 1 ne modifie pas la position de la pédale 17.
Si le conducteur du véhicule 1 augmente alors, toujours par exemple, la pression qu'il exerce sur la pédale 17, le signal SC prend une nouvelle valeur SC3 supérieure à la valeur précédente SC2 et correspondant à une nouvelle valeur Pc3 de la puissance de consigne Pc, qui est également supérieure à la valeur précédente Pc2 de cette puissance de consigne Pc.
Cette augmentation du signal SC n'as pas non plus d'effet immédiat sur la vitesse de rotation R du moteur à carburant 5, et la valeur du signal SR reste donc égale à SR2.
Le signal SC est donc maintenant supérieur au signal SR, de sorte que le circuit comparateur 20 met le signal SI2 dans son premier état, ce qui provoque l'ouverture de l'interrupteur 12. Par contre, le circuit comparateur 19 ne modifie pas le signal SU, qui reste dans son premier état, l'interrupteur 9 restant donc ouvert.
L'ouverture de l'interrupteur 12 a pour effet de brancher la résistance 11 en série entre le générateur 6 et le circuit de commande 4, et donc de diminuer le couple de freinage créé par le générateur 6, qui devient inférieur au couple moteur créé par le moteur à carburant 5.
La vitesse de rotation R de ce moteur 5 et la puissance mécanique Pm qu'il fournit augmentent donc d'autant plus rapidement que la valeur de la résistance 11 est élevée.
Lorsque cette vitesse de rotatioh R atteint la valeur R3 pour laquelle le signal SR a une valeur SR3 égale à la nouvelle valeur SC3 du signal SC, le circuit comparateur 20 redonne au signal SI2 son deuxième état, de sorte que l'interrupteur 12 se ferme et court-circuite à nouveau la résistance 11.
En outre, la valeur Pm 3 de la puissance mécanique Pm fournie par le moteur 5 est maintenant égale à la nouvelle valeur Pc3 de la puissance de consigne Pc puisque la valeur SR3 du signal SR est maintenant égale à la valeur
SC3 du signal SC.
Comme de plus l'interrupteur 12 est maintenant fermé et que l'interrupteur 9 est toujours ouvert, le véhicule 1 est à nouveau dans une situation stable semblable à celles qui ont été décrites ci-dessus, c'est-à-dire une situation où les puissances Pm, Pe, Pf et Pn sont toutes égales à la puissance de consigne Pc déterminée par la position de la pédale 17, la seule différence entre la situation présente et les situations précédentes étant la valeur de cette puissance de consigne Pc et donc celle de ces puissances Pm, Pe, Pf et Pn.
Cette situation reste inchangée tant que le conducteur du véhicule 1 ne modifie pas la position de la pédale 17 et que la valeur du signal SC reste donc égale à SC3.
La figure 4 illustre schématiquement le déroulement en fonction du temps t des divers processus décrits ci- dessus.
Dans cette figure 4, le diagramme a) représente par un trait continu le signal SC et la puissance de consigne Pc correspondante ainsi que, par un trait interrompu, le signal SR représentatif de la vitesse de rotation R du moteur 5 et la puissance mécanique Pm fournie par ce moteur 5. Comme on l'a vu ci-dessus, le signal SR et la puissance mécanique Pm ne sont respectivement différents du signal SC et de la puissance de consigne Pc que pendant les laps de temps pendant lesquels cette puissance mécanique Pm varie en réponse à une variation de ce signal SC. C'est pourquoi le trait interrompu représentant le signal SR et la puissance Pm n'est visible que pendant ces laps de temps. Il faut noter que les variations du signal SR et de la puissance Pm ne sont en général pas linéaires comme cela a été représenté dans un but de simplification.
Les diagrammes b) et c) de la figure 4 représentent respectivement les états du signal SU et de l'interrupteur 9, et les états du signal SI2 et de l'interrupteur 12. Dans ces diagrammes b) et c) , les références 1 et 2 désignent respectivement le premier et le deuxième état des signaux SU et SI2, et les références O et F désignent respectivement l'état ouvert et l'état fermé des interrupteurs 9 et 12.
Il est évident qu'un processus semblable à l'un de ceux qui viennent d'être décrits se déroule chaque fois que le conducteur du véhicule 1 modifie la position de la pédale d'accélérateur 17.
La figure 5 représente schématiquement et partiellement une autre forme d'exécution du véhicule selon la présente invention, qui est désigné par la référence générale 51. Comme le véhicule 1 de la figure 1, le véhicule 51 comporte une roue motrice 2, un moteur électrique 3 d'entraînement de cette roue 2, une pédale d'accélérateur 17 et un capteur 18 produisant un signal SC représentatif de la position de cette pédale 17 et donc de la puissance de consigne Pc que le moteur 3 doit transmettre à la roue 2. Ces éléments et ce signal sont identiques aux éléments et au signal désignés par les mêmes références dans la figure 1 et ne seront donc pas décrits à nouveau ici. Le véhicule 51 comporte encore un circuit de commande
54 du moteur 3 dont le rôle est semblable à celui du circuit 4 de la figure 1 et qui ne sera donc pas non plus décrit à nouveau. On mentionnera cependant que, dans cet exemple, l'énergie électrique que le circuit 54 reçoit d'une manière qui sera décrite plus loin lui est fournie sous une tension continue, et que ce circuit 54 est bien entendu agencé en conséquence.
Il faut noter ici que les liaisons électriques entre les divers éléments mentionnés ci-dessus ou qui seront mentionnés plus loin ont été symbolisées par un simple trait dans la figure 5, même si ces liaisons sont constituées par plusieurs conducteurs comme c'est évidemment le cas, par exemple, pour la liaison entre le circuit de commande 54 et le moteur 3. Le véhicule 51 comporte encore un moteur à carburant
55 qui, comme le moteur 5 du véhicule 1, peut être du même type que n'importe lequel des moteurs bien connus utilisant la combustion d'un carburant pour produire de l'énergie mécanique. Cependant, le dispositif d'alimentation en carburant du moteur 55, qui n'a pas été représenté séparément, est agencé, contrairement à celui du moteur 5, de manière à régler la quantité de carburant qu'il fournit à ce moteur 55, et donc la puissance mécanique Pm produite par ce dernier à chacune de ses vitesses de rotation, en fonction de la valeur d'un signal SM appliqué sur une borne 55a et qui sera décrit plus loin.
Le véhicule 51 comporte également un générateur 56 produisant une énergie électrique sous une tension alternative lorsque son rotor, qui n'a pas été représenté séparément, est entraîné en rotation par l'arbre de sortie du moteur 55 auquel il est relié mécaniquement.
Les bornes de sortie du générateur 56, qui n'ont pas non plus été représentées séparément et dont le nombre dépend de la nature monophasée ou polyphasée de la tension alternative produite par ce générateur 56, sont reliées aux entrées d'un convertisseur 57 qui est destiné à fournir la tension continue nécessaire au fonctionnement du circuit de commande 54 du moteur 3 mentionné ci-dessus. Le convertisseur 57 ne sera pas décrit en détail car il s'agit d'un circuit bien connu des spécialistes. On mentionnera simplement ici qu'il est agencé de manière à transmettre au circuit de commande 54 la totalité de la puissance électrique qu'il reçoit du générateur 56 lorsqu'un signal de commande SD, qui sera décrit plus loin, est dans un premier état, et à ne transmettre à ce circuit de commande 54 qu'une partie de cette puissance électrique lorsque ce signal SD est dans un deuxième état.
Le signal SM déjà mentionné, dont la valeur détermine la puissance mécanique fournie par le moteur 55 à chacune de ses vitesses de rotation, est produit par un circuit formé, dans le présent exemple, de trois interrupteurs 58,
59 et 60 et de trois comparateurs 61, 62 et 63.
Une première borne de chacun des interrupteurs 58 à 60 est reliée à la borne 55a du moteur 55 dont on a vu ci- dessus qu'elle est destinée à recevoir le signal SM.
Une source, non représentée, fournit à la deuxième borne de l'interrupteur 58 un signal de valeur fixe SMl, à la deuxième borne de l'interrupteur 59 un autre signal de valeur fixe SM2, et à la deuxième borne de l'interrupteur
60 un troisième signal de valeur fixe SM3. Pour une raison qui sera rendue évidente plus loin, la valeur SMl est celle que le signal SM doit avoir pour que le moteur 55 fournisse, quelle que soit sa vitesse de rotation, une puissance mécanique égale à une fraction déterminée de sa puissance mécanique maximale, cette fraction étant égale à 80% dans le présent exemple mais pouvant bien entendu avoir une valeur différente.
De même, la valeur SM2 est celle que le signal SM doit avoir pour que le moteur 55 ne fournisse qu'une puissance mécanique inférieure à celle qu'il fournit lorsque le signal SM a la valeur SMl mentionnée ci-dessus. Dans le présent exemple, cette valeur SM2 est celle que le signal SM doit avoir pour que le moteur 55 ne fournisse pratiquement plus de puissance mécanique, tout en continuant cependant à tourner.
En outre, la valeur SM3 est celle que le signal SM doit avoir pour que le moteur 55 fournisse une puissance mécanique supérieure à celle qu'il fournit lorsque le signal SM a la valeur SMl mentionnée ci-dessus. Dans le présent exemple, cette valeur SM3 est celle que le signal SM doit avoir pour que le moteur 55 fournisse sa puissance mécanique maximale quelle que soit sa vitesse de rotation.
La figure 6 représente schématiquement la variation de la puissance mécanique Pm fournie par le moteur 55 en fonction de sa vitesse de rotation R pour ces trois valeurs SMl, SM2 et SM3 du signal SM.
Les interrupteurs 58 à 60 ont été représentés dans la figure 5 sous la forme de simples contacts, mais il est évident qu'ils sont de préférence constitués par des éléments électroniques tels que des transistors ou des thyristors .
Quelle que soit la manière dont ils sont réalisés, les interrupteurs 58, 59 et 60 sont respectivement commandés par des signaux SI3, SI4 et SI5 pouvant prendre chacun deux états distincts, et ils sont agencés de manière à être ouverts ou fermés selon que leur signal de commande respectif est dans son premier ou son deuxième état .
Ainsi, dans la situation représentée à la figure 6, le signal SI3 est dans son deuxième état et 1 ' interrupteur 58 est donc fermé, alors que les signaux SI4 et SI5 sont dans leur premier état et que les interrupteurs 59 et 60 sont donc ouverts.
Les signaux SI3 à SI5, qui sont appliqués aux interrupteurs 58 à 60 par des liaisons symbolisées par des traits mixtes, sont respectivement produits par trois circuits comparateurs 61, 62 et 63 ayant chacun une première entrée reliée au circuit 16 et recevant donc le signal SR, et une deuxième entrée reliée au capteur 18 et recevant donc le signal SC. Le signal SD mentionné ci-dessus, qui est destiné à commander le convertisseur 57, est également produit par le comparateur 63.
Le comparateur 61 est agencé de manière que le signal
513 soit dans son premier état lorsque les valeurs des signaux SR et SC sont différentes l'une de l'autre et dans son deuxième état lorsque ces valeurs des signaux SR et SC sont égales l'une à l'autre.
Le comparateur 62 est agencé de manière que le signal
514 soit dans son premier état lorsque la valeur du signal SR est inférieure ou égale à celle du signal SC et dans son deuxième état lorsque la valeur de ce signal SR est supérieure à celle de ce signal SC.
Le comparateur 63 est agencé de manière que les signaux SI5 et SD soient dans leur premier état lorsque la valeur du signal SR est supérieure ou égale à celle du signal SC et dans leur deuxième état lorsque la valeur de ce signal SR est inférieure à celle de ce signal SC.
Ce fonctionnement des comparateurs 61 à 63 est résumé dans le tableau de la figure 7 qui indique les états des signaux SI3 à SI5 et SD, les états des interrupteurs 58 à
60 et la valeur du signal SM dans les trois cas possibles. c'est-à-dire dans les cas où le signal SR est respectivement inférieur, égal ou supérieur au signal SC.
Dans ce tableau, les chiffres 1 et 2 indiquent que le signal dont la référence figure au haut de la colonne est dans son premier et, respectivement, dans son deuxième état .
Les comparateurs 61 à 63 ne seront pas décrits plus en détail car de tels circuits sont bien connus des spécialistes . En outre, leur constitution dépend évidemment de la nature des signaux SR et SC qu'ils reçoivent sur leurs entrées, de la nature des signaux SI3 à SI5 qu'ils doivent fournir aux interrupteurs 58 à 60 pour ouvrir ou fermer ces derniers et, pour le comparateur 63, de la nature du signal SD qu'il doit fournir au convertisseur 57 pour commander ce dernier de la manière mentionnée ci-dessus.
L'ensemble constitué par les interrupteurs 58 à 60 et par les comparateurs 61 à 63 peut être considéré comme formant un sélecteur donnant sélectivement au signal SM l'une des valeurs SMl à SM3 en fonction de la valeur relative des signaux SR et SC.
Dans la description du fonctionnement du véhicule 51 qui va suivre, on désignera également par Pm la puissance mécanique fournie par le moteur à carburant 55, par Pe la puissance électrique fournir par le générateur 56, par Pf la puissance électrique fournie au circuit de commande 54, dans ce cas par le convertisseur 57, et par Pn la puissance mécanique fournie par le moteur électrique 3 à la roue 2. Ces diverses puissances sont également symbolisées par des flèches dans la figure 5. En outre, on négligera également les pertes dans les divers éléments concernés, et l'on admettra donc que les valeurs des puissances Pm et Pe sont égales, de même que les valeurs des puissances Pf et Pn. Le véhicule 51 comporte encore un dispositif produisant un signal représentatif de la vitesse de rotation R du moteur 55, qui sera également appelé signal SR. Ce dispositif produisant ce signal SR est constitué d'éléments semblables aux éléments 14 à 16 du véhicule 1, désignés par les mêmes références que ces derniers et qui ne seront donc pas décrits à nouveau. On mentionnera cependant que, dans le véhicule 51, ces éléments 14 à 16, et notamment le circuit électronique 16, sont agencés de manière que le signal SR a toujours une valeur égale à celle du signal SC lorsque le moteur 55 fournit une puissance mécanique Pm égale, d'une part, à la puissance de consigne Pc correspondant à cette valeur du signal SC et, d'autre part, à une fraction prédéterminée de la puissance maximale, qu'il peut fournir à la vitesse à laquelle il tourne. Dans la description du fonctionnement du véhicule 1 qui sera faite ci-après, on admettra, à titre d'exemple non limitatif, que la fraction prédéterminée mentionnée ci-dessus est égale à 80%, ce qui signifie que lorsque le signal SM à sa valeur SMl mentionnée ci-dessus, qui est justement celle pour laquelle le moteur 55 fournit, quelle que soit sa vitesse de rotation R, une puissance mécanique égale au 80% de sa puissance maximale, et que le signal SR a une valeur égale à celle du signal SC, le moteur 55 fournit une puissance mécanique Pm égale à la puissance de consigne Pc correspondant à cette valeur du signal SC.
Comme dans la description du fonctionnement du véhicule 1 faite ci-dessus, on admettra que, à l'instant où commence cette description du fonctionnement du véhicule 51, le conducteur de ce dernier a maintenu depuis un certain temps la pédale d'accélérateur 17 dans une position stable intermédiaire entre ses positions extrêmes . Le signal SC a donc également une valeur stable correspondant à une valeur stable de la puissance de consigne Pc. Ces deux valeurs seront aussi respectivement appelées SCI et Pcl. Dans ces conditions, et comme cela sera rendu évident plus loin, le moteur à carburant 55 tourne à la vitesse, qui sera aussi appelée Ri, pour laquelle le signal SR a une valeur SRI égale à la valeur SCI du signal SC. Le signal SI3 fourni par le comparateur 61 a donc son deuxième état et l'interrupteur 58 est fermé, de sorte que le signal SM a la valeur SMl. La puissance mécanique Pm fournie par le moteur 55 a donc une valeur Pml égale au 80% de la puissance maximale Pml' que peut fournir ce moteur 55 à cette vitesse Ri, et cette valeur Pml est égale à la valeur Pcl de la puissance de consigne Pc correspondant à la valeur SCI du signal SC.
En outre, le signal SD est dans son premier état, de sorte que la valeur Pfl de la puissance électrique Pf fournie par le convertisseur 57 au circuit de commande 54 du moteur 3 est égale à la valeur Pel de la puissance électrique Pe que ce convertisseur 57 reçoit du générateur 56, qui est elle-même égale à la valeur Pml de la puissance mécanique Pm fournie par le moteur 55. La valeur Pnl de la puissance mécanique Pn fournie par le moteur 3 à la roue 2 étant égale à la valeur Pfl de la puissance électrique Pf fournie par le convertisseur 57 au circuit de commande 54, cette valeur Pnl est aussi égale à la valeur Pcl de la puissance de consigne Pc. Cette situation reste stable tant que le conducteur du véhicule 51 ne modifie pas la position de la pédale d'accélérateur 17.
Lorsque le conducteur du véhicule 51 diminue, par exemple, la pression qu'il exerce sur la pédale 17, le signal SC prend une nouvelle valeur SC2 inférieure à la valeur SCI qu'il avait précédemment et correspondant à une nouvelle valeur Pc2 de la puissance de consigne Pc, également inférieure à la valeur précédente Pcl de cette puissance de consigne Pc. Comme dans le cas du véhicule 1, cette diminution du signal SC n'a pas d'effet immédiat sur la vitesse de rotation R du moteur à carburant 55, et donc sur la valeur du signal SR qui reste égale à SRI.
Le signal SC est donc maintenant inférieur au signal SR, de sorte que le comparateur 61 met le signal SI3 dans son premier état, ce qui a pour effet d'ouvrir l'interrupteur 58, et que le comparateur 62 met le signal SI4 dans son deuxième état, ce qui a pour effet de fermer l'interrupteur 59.
Le signal SM prend donc la valeur SM2 pour laquelle la puissance 'mécanique Pm fournie par le moteur 55 devient pratiquement nulle.
La vitesse de rotation R du moteur 55 diminue donc rapidement, jusqu'à ce que le signal SR atteigne une valeur SR2 égale à la nouvelle valeur SC2 du signal SC. A ce moment, le comparateur 62 redonne au signal SI4 sa première valeur et le comparateur 61 redonne au signal SI3 sa deuxième valeur, de sorte que la valeur du signal SM redevient égale à SMl.
La valeur Pm2 de la puissance mécanique Pm que le moteur 55 fournit alors est à nouveau égale à 80% de sa puissance mécanique maximale, et cette valeur Pm2 est en outre égale à la nouvelle valeur Pc2 de la puissance de consigne Pc.
Le véhicule 51 se trouve donc à nouveau dans une situation stable semblable à celle qui a été décrite ci- dessus, c'est-à-dire une situation où les puissances Pm, Pe, Pf et Pn sont toutes égales à la puissance de consigne Pc déterminée par la position de la pédale 17, la seule différence entre ces deux situations étant la valeur de cette puissance de consigne Pc et donc celle de ces puissances Pm, Pe, Pf et Pn.
Cette situation reste évidemment inchangée tant que le conducteur du véhicule 51 ne modifie pas la position de la pédale 17 et que la valeur du signal SC reste donc égale à SC2. Si le conducteur du véhicule 51 augmente alors, toujours par exemple, la pression qu'il exerce sur la pédale 17, le signal SC prend une nouvelle valeur supérieure à la valeur précédente SC2 et correspondant à une nouvelle valeur Pc3 de la puissance de consigne Pc, qui est également supérieure à la valeur Pc2.
Cette augmentation du signal SC n'a pas non plus d'effet immédiat sur la vitesse de rotation R du moteur à carburant 55, et la valeur du signal SR reste donc égale à SR2.
Le signal SC est donc maintenant supérieur au signal SR, de sorte que le comparateur 61 redonne au signal SI3 sa première valeur, ce qui a pour effet d'ouvrir l'interrupteur 59, et que le comparateur 63 donne au signal SI5 sa deuxième valeur, ce qui a pour effet de fermer l'interrupteur 60. Le signal SM prend donc la valeur SM3 , et la puissance mécanique fournie par le moteur 55 prend la valeur Pm2 ' qui est sa valeur maximale à la vitesse R2 à laquelle ce moteur 55 tourne à ce moment.
Simultanément, le comparateur 63 donne au signal SD sa deuxième valeur, de sorte que la puissance électrique absorbée par le convertisseur 57 diminue.
Le couple de freinage créé par le générateur 56 diminue donc également. Comme en outre le moteur 55 fournit maintenant sa puissance maximale, sa vitesse de rotation R augmente rapidement, de même que la valeur du signal SR.
Lorsque cette vitesse de rotation R atteint la valeur R3 pour laquelle le signal SR a une valeur égale à la nouvelle valeur SC3 du signal SC, le comparateur 63 redonne au signal SI5 son premier état, et le comparateur 61 redonne au signal SI3 son deuxième état. Il en résulte que l'interrupteur 60 s'ouvre à nouveau alors que l'interrupteur 58 se ferme à nouveau, de sorte que le signal SM reprend la valeur SMl. La puissance mécanique Pm fournie par le moteur 55, qui avait atteint la valeur Pm3 ' , diminue alors et prend la valeur Pm3 égale à 80% de cette valeur Pm3 ' , et cette valeur Pm3 est en outre égale à la nouvelle valeur Pc3 de la puissance de consigne Pc.
Simultanément, le comparateur 63 redonne au signal SD son premier état, de sorte que le convertisseur 57 recommence à transmettre au circuit de commande 54 du moteur électrique 3 la totalité de la puissance électrique Pe qu'il reçoit du générateur 56.
Le véhicule 51 est donc à nouveau dans une situation stable où les puissances Pm, Pe, Pf et Pn sont toutes égales à la puissance de consigne Pc déterminée par la position de la pédale 17, la seule différence entre cette situation et celles qui ont été décrites ci-dessus étant la valeur de cette puissance de consigne Pc et donc celle de ces puissances Pm, Pe, Pf et Pn.
Cette situation reste inchangée tant que le conducteur du véhicule 51 ne modifie pas la position de la pédale 17 et que la valeur du signal SC reste donc égale à SC3.
La figure 8 illustre schématiquement le déroulement en fonction du temps t des divers processus qui viennent d'être décrits. Dans cette figure 8, le diagramme a) représente par un trait continu le signal SC et par un trait interrompu le signal SR représentatif de la vitesse de rotation R du moteur 55. Comme dans le cas du véhicule 1 décrit ci- dessus, le signal SR n'est différent du signal SC que pendant les laps de temps pendant lesquels la vitesse de rotation R du moteur 55 varie en réponse à une variation de ce signal SC. C'est pourquoi le trait interrompu représentant le signal SR n'est visible que pendant ces laps de temps. Les diagrammes b) , c) et d) représentent respecti¬ vement les états du signal SI3 et de l'interrupteur 58, du signal SI4 et de l'interrupteur 59, et du signal SI5 et de l'interrupteur 60. Dans ces diagrammes b) , c) et d) , les références 1 et 2 désignent respectivement le premier et le deuxième état des signaux SI3 à SI5, et les références O et F désignent respectivement l'état ouvert et l'état fermé des interrupteurs 58 à 60.
Le diagramme e) de la figure 8 représente le signal SM, et le diagramme f) représente par un trait continu la puissance de consigne Pc correspondant au signal SC et par un trait interrompu la puissance mécanique Pm fournie par le moteur 55.
Comme on l'a également vu ci-dessus, cette puissance mécanique Pm n'est différente de la puissance de consigne Pc que pendant les laps de temps pendant lesquels cette puissance mécanique Pm varie en réponse à une variation du signal SC. C'est pourquoi le trait interrompu représentant cette puissance mécanique Pm n'est visible que pendant ces laps de temps. Dans ce diagramme f), la référence PmO désigne la valeur de la puissance mécanique Pm que fournit le moteur 55 lorsque le signal SM a sa valeur SM2.
Il est évident qu'un processus semblable à l'un de ceux qui viennent d'être décrits se déroule chaque fois que le conducteur du véhicule 51 modifie la position de la pédale d'accélérateur 17. II faut relever que, dans le véhicule 1, la vitesse de rotation R du moteur à carburant 5 est réglée en modifiant uniquement la puissance électrique fournie par le générateur 6 alors que, dans le véhicule 51, la vitesse de rotation R du moteur à carburant 55 est réglée non seulement en modifiant la puissance électrique fournie par le générateur 56 mais, en plus, en agissant sur le dispositif d'alimentation en carburant de ce moteur 55. Il en résulte que, après chaque modification de la position de la pédale 17 et toutes autres choses étant égales, le moteur 55 du véhicule 51 atteint sa nouvelle vitesse de rotation plus rapidement que le moteur 5 du véhicule 1. La figure 9 représente schématiquement et partiellement une autre forme d'exécution du véhicule selon la présente invention, qui est désigné par la référence 91. Les éléments du véhicule 91 qui sont désignés par les mêmes références que les éléments du véhicule 51 de la figure 5 sont identiques à ces derniers et ne seront pas décrits à nouveau.
Ces éléments du véhicule 91 sont reliés entre eux comme les éléments correspondants du véhicule 51, à l'exception du capteur 18 qui n'est plus relié directement aux deuxièmes entrées des comparateurs 61 à 63, mais qui est relié à l'entrée 92a d'un circuit additionneur commandable 92 dont le fonctionnement sera décrit plus loin, ces deuxièmes entrées des comparateurs 61 à 63 étant reliées à la sortie 92b de cet additionneur 92.
Cette sortie 92b de l'additionneur 92 produit un signal SC' qui sera également décrit plus loin.
Le véhicule 91 comporte en outre une source d'énergie électrique 93 dont un exemple sera décrit plus loin.
On mentionnera simplement ici que la source 93 est capable d'emmagasiner une certaine quantité d'énergie électrique et de restituer cette dernière sous une tension continue sensiblement égale à la tension continue produite par le convertisseur 57. En outre, les deux bornes de la source 93 entre lesquelles apparaît cette tension continue, qui n'ont pas été représentées séparément, sont respectivement reliées aux bornes correspondantes du convertisseur 57 et du circuit de commande 54. On mentionnera encore que la source 93 comporte des moyens, non représentés séparément, qui produisent, à une sortie 93b, un signal de détection SB représentatif de la quantité d'énergie électrique Q contenue dans cette source 93. Ces moyens sont agencés de manière que, lorsque cette quantité d'énergie électrique Q diminue et devient égale ou inférieure à une première quantité prédéterminée Ql, ce signal SB passe d'un premier à un deuxième état, et que lorsque cette quantité d'énergie électrique Q augmente et devient égale ou supérieure à une deuxième quantité prédéterminée Q2 supérieure à la quantité Ql, ce signal SB passe de son deuxième état à son premier état.
Ce signal SB est appliqué à une entrée de commande 92c de l'additionneur 92, et ce dernier est agencé de manière que le signal SC' mentionné ci-dessus soit égal au signal SC lorsque ce signal SB est dans son premier état, et supérieur d'une quantité prédéterminée à ce signal SC lorsque le signal SB est dans son deuxième état.
L'additionneur 92 ne sera pas décrit en détail car sa réalisation ne pose pas de problème particulier à l'homme du métier. Tant que la quantité d'énergie Q contenue dans la source 93 est supérieure à la quantité prédéterminée Ql mentionnée ci-dessus, le fonctionnement du véhicule 91 est identique à celui du véhicule 51 décrit ci-dessus puisque le signal SB est alors dans son premier état et que le signal SC ' est donc égal au signal SC. Ce fonctionnement ne sera donc pas décrit à nouveau en détail.
On rappellera simplement que lorsque la valeur du signal SC, dans le cas du véhicule 51, ou du signal SC ' , dans la cas du véhicule 91, est supérieure à la valeur du signal SR, le comparateur 63 met notamment le signal SD dans son deuxième état, ce qui a pour effet que le convertisseur 57 ne transmet plus au circuit de commande 54 qu'une partie de la puissance électrique Pe qu'il reçoit du générateur 56. La valeur de cette partie sera appelée Pe' dans la suite de cette description.
Dans le cas du véhicule 51, lorsque le signal SC passe d'une valeur SC2 à une valeur plus élevée SC3 comme dans l'exemple décrit ci-dessus, et tant que le signal SD est dans son deuxième état, la puissance mécanique Pn fournie par le moteur 3 à la roue 2, qui est égale à la puissance électrique reçue par le circuit de commande 54, a donc la valeur Pe', qui est évidemment inférieure à la valeur Pc3 de la puissance de consigne Pc correspondant à la nouvelle valeur SC3 du signal SC.
Par contre, dans le cas du véhicule 91 et dans les mêmes circonstances que ci-dessus, la source d'énergie électrique 93 fournit au circuit de commande 54 une puissance électrique dont la valeur, qui sera appelée Pe", est égale à la différence entre la valeur Pc3 de la puissance de consigne Pc et la valeur Pe ' de la puissance électrique que le convertisseur 57 transmet encore à ce circuit de commande 54. La valeur de la puissance mécanique Pn fournie par le moteur 3 à la roue 2 devient donc immédiatement égale à la nouvelle valeur Pc3 de la puissance de consigne Pc dès que la valeur du signal de consigne SC passe de SC2 à SC3.
Suite à cette fourniture de la puissance électrique Pe" au circuit de commande 54, la quantité d'énergie électrique Q contenue dans la source 93 diminue.
Si, au moment où la valeur du signal SC passe de SC2 à SC3 , cette quantité d'énergie électrique Q est supérieure à la quantité prédéterminée Ql mentionnée ci- dessus, le signal SB a sa première valeur et le signal SC ' , qui est égal au signal SC, a donc la même valeur SC3 que ce dernier. Si en outre, cette quantité d'énergie électrique Q ne devient pas égale ou inférieure à cette quantité prédéterminée Ql avant que la vitesse de rotation R du moteur 55 atteigne la valeur R3 , le signal SC ' garde cette valeur SC3 et un processus identique à celui qui a été décrit dans le cas du véhicule 51 se déroule lorsque cette vitesse de rotation R atteint cette valeur R3. Ce processus ne sera pas décrit à nouveau.
Si, par contre, cette quantité d'énergie électrique Q devient égale ou inférieure à la quantité prédéterminée Ql avant que la vitesse de rotation R atteigne la valeur R3 , le signal SB prend son deuxième état, et le signal SC ' prend une nouvelle valeur SC4 supérieure à la valeur SC3 du signal SC.
Dans un tel cas, ce n'est évidemment que à l'instant où la vitesse de rotation R du moteur 55 atteint une valeur R4 pour laquelle le signal SR a une valeur SR4 égale à la valeur SC4 du signal SC que les signaux SI5 et SD reprennent leur premier état et que le signal SI3 reprend son deuxième état, avec les mêmes conséquences que celles qui ont été décrites ci-dessus. Depuis cet instant, le moteur 55 fournit une puissance mécanique Pm ayant une valeur Pm4 qui est égale au 80% de la puissance mécanique maximale Pm4 ' qu'il peut fournir à cette vitesse R4.
Cette valeur Pm4 de la puissance mécanique Pm est évidemment supérieure à la valeur Pc3 de la puissance de consigne Pc correspondant à la valeur SC3 du signal SC, et il en est donc de même de la valeur Pe4 de la puissance électrique Pe fournie par le générateur 56, qui est égale à cette valeur Pm4. Comme le signal SD est maintenant dans son premier état, la puissance électrique fournie par le convertisseur 57 a aussi une valeur égale à Pe4. Mais la valeur de la puissance électrique que le circuit de commande 54 peut absorber n'est égale qu'à la valeur Pc3 de la puissance de consigne Pc correspondant à la valeur SC3 du signal SC. La différence entre la puissance électrique fournie par le convertisseur 57 et celle qui est absorbée par le circuit de commande 54 est alors absorbée par la source 93, et la quantité d'énergie électrique Q contenue dans celle-ci augmente.
Lorsque cette quantité d'énergie électrique Q atteint la quantité prédéterminée Q2 , le signal SB reprend son premier état, et la valeur du signal SC ' redevient égale à celle du signal SC, c'est-à-dire à SC3. Cette valeur SC3 du signal SC ' étant inférieure à la valeur SR4 du signal SR, le comparateur 61 remet le signal SI3 dans son premier état et le comparateur 62 met le signal SI4 dans son deuxième état, ce qui a comme conséquence que la vitesse de rotation R du moteur 55 diminue rapidement comme cela a été décrit ci-dessus. Lorsque cette vitesse de rotation R atteint la valeur R3 et que la valeur du signal SR devient donc égale à la valeur SC3 du signal SC ' , le comparateur 62 remet le signal SI4 dans son premier état et le comparateur 61 remet le signal SI3 dans son deuxième état. A partir de cet instant, le moteur 55 fournit à nouveau une puissance mécanique Pm ayant une valeur Pm3 égale, d'une part, à la valeur Pc3 de la puissance de consigne Pc correspondant à la valeur SC3 du signal SC et, d'autre part, au 80% de la puissance maximale Pm3 ' que ce moteur 55 peut fournir à cette vitesse de rotation R3 , et cette situation reste inchangée tant que le conducteur du véhicule 91 ne modifie pas la position de la pédale d'accélérateur 17.
La figure 10 illustre schématiquement le déroulement du processus qui vient d'être décrit en fonction du temps .
Dans cette figure 10, le diagramme a) représente par un trait continu le signal SC ' et par un trait interrompu le signal SR, et les diagrammes b) à f) représentent les mêmes signaux ou les mêmes grandeurs que les diagrammes désignés par les mêmes références dans la figure 8. En outre, dans cette figure 10, les diagrammes g) et h) représentent respectivement la quantité d'énergie électrique Q contenue dans la source 93 et le signal SB, le premier et le deuxième état de ce dernier étant respectivement repérés par les références 1 et 2.
Les valeurs R4, Pm4 et Pm4 ' mentionnées ci-dessus ont également été indiquées dans la figure 6.
Il ressort de la description du fonctionnement du véhicule 91 qui a été faite ci-dessus que la source 93 ne fournit de l'énergie électrique au circuit de commande 54 que lorsque le signal SD est dans son deuxième état, c'est-à-dire pendant le temps où la vitesse de rotation du moteur 55 augmente suite à une augmentation de la valeur du signal SC. Mais cette augmentation de cette vitesse de rotation R est très rapide et ne dure, au plus, que quelques secondes. En outre, pendant cette augmentation de cette vitesse de rotation R, la source 93 ne doit fournir qu'une partie de la puissance électrique absorbée par le circuit de commande 54. La quantité d'énergie électrique que la source 93 doit pouvoir contenir peut donc être considérablement plus faible que celle que doit contenir la batterie équipant les véhicules connus décrits ci- dessus. La source d'énergie électrique rechargeable 93 peut donc être constituée par un simple condensateur, par exemple un condensateur électrolytique, ou, si nécessaire, par un ensemble formé de plusieurs condensateurs.
Cette source 93 peut également être constituée par une simple batterie d'accumulateurs classiques, au plomb ou au cadmium-nickel par exemple.
Dans certains cas, cependant, la tension continue nécessaire au fonctionnement du circuit de commande 54 est relativement élevée, de l'ordre de quelques centaines de volts. Une batterie d'accumulateurs classiques fournissant une telle tension est encombrante et chère. Dans de tels cas, la source 93 est donc de préférence constituée par la combinaison d'une batterie d'accumulateurs classiques fournissant une tension relativement basse, par exemple 12 volts, d'un élévateur de tension fournissant la tension élevée nécessaire à partir de cette basse tension, et d'un circuit capable de recharger cette batterie, lorsque cela est nécessaire, à partir de la tension élevée produite par le convertisseur 57. Une telle source d'énergie n'a pas été représentée et ne sera pas décrite plus en détail car sa réalisation ne pose pas de problème particulier à l'homme du métier.
La batterie d'accumulateurs que comporte la source 93 dans les exemples qui viennent d'être décrits ayant une capacité considérablement plus faible que celle de la batterie qui équipe les véhicules connus, tous les inconvénients mentionnés ci-dessus, qui sont dus à la présence d'une batterie d'accumulateurs dans un véhicule, sont donc aussi considérablement réduits. La figure 11 représente schématiquement et partiellement une autre forme d'exécution du véhicule selon l'invention, qui est désigné par la référence 111.
Les éléments 2, 3, 5, 6, 14 à 18 et 31 à 33 du véhicule 111 sont identiques aux éléments désignés par les mêmes références dans la figure 1 et ne seront donc pas décrits à nouveau.
On rappellera simplement que le dispositif qui alimente le moteur 5 en carburant est agencé de manière que ce dernier fournisse toujours la puissance mécanique maximale qu'il peut fournir à la vitesse à laquelle il tourne, quelle que soit cette dernière.
Le véhicule 111 comporte en outre un circuit de commande du moteur électrique 3 qui est désigné par la référence 54 car il est identique au circuit de commande désigné par la même référence dans le schéma de la figure 5. Ce circuit de commande 54 ne sera pas décrit à nouveau ici sinon pour mentionner que son signal de commande, dont la valeur détermine la puissance électrique qu'il fournit au moteur 3 , est désigné par la référence SE dans cet exemple.
La tension continue nécessaire au fonctionnement du circuit de commande 54 lui est fournie par un convertisseur 112 dont les entrées sont reliées au générateur 6. Le convertisseur 112 ne sera pas décrit en détail car il peut être réalisé de diverses manières bien connues. On mentionnera simplement qu'il est agencé de manière à transmettre en permanence au circuit de commande 54 toute la puissance électrique absorbée par ce dernier, contrairement au convertisseur 57 du véhicule 51 représenté à la figure 5, et ne comporte donc pas d'entrée destinée à recevoir un signal tel que le signal SD de commande de ce convertisseur 57.
Le véhicule 111 comporte encore un circuit de calcul 113 dont les entrées reçoivent respectivement le signal SR représentatif de la vitesse de rotation R du moteur 5 et le signal SC représentatif de la position de la pédale d'accélérateur 17 et donc de la puissance de consigne Pc.
Ce circuit de calcul 113 est agencé de manière que le signal SF qu'il fournit est égal au produit de la différence entre les signaux SR et SC par un facteur supérieur à un. Ainsi, le signal SF est respectivement nul, positif ou négatif selon que le signal SR est égal, supérieur ou inférieur au signal SC, et la valeur absolue de ce signal SF est toujours supérieure à celle de la différence des signaux SR et SC lorsque ceux-ci ne sont pas égaux.
Le signal SF est appliqué à la première entrée d'un circuit additionneur 114 dont la deuxième entrée reçoit le signal SC et dont la sortie fournit le signal SE mentionné ci-dessus. Ce signal SE est donc égal, supérieur ou inférieur au signal SC selon que le signal SF est nul, positif ou négatif. En outre, lorsque les signaux SR et SC ne sont pas égaux, la valeur absolue de la différence entre les signaux SE et SC est supérieure à celle de la différence entre les signaux SR et SC.
Le fonctionnement du véhicule 111 ne sera pas décrit dans tous les détails car il découle facilement des explications données ci-dessus.
On voit en effet gue lorsque le signal SR est égal au signal SC, le signal SF est nul et le signal SE est égal au signal SC. Le véhicule 111 se trouve donc dans une situation stable où les puissances Pm, Pe, Pf et Pn sont égales entre elles, aux pertes près, et égales à la puissance de consigne Pc correspondant à la valeur du signal SC déterminée par la position de la pédale d'accélérateur 17.
Si alors le conducteur de ce véhicule 111 diminue la pression qu'il exerce sur la pédale 17, le signal SC prend une nouvelle valeur inférieure à la précédente et donc à celle du signal SR. Le signal SF produit par le circuit de calcul 113 devient donc positif, et le signal SE augmente malgré la diminution du signal SC . La puissance électrique Pf absorbée par le circuit de commande 54 du moteur 3 augmente donc, de même bien entendu que la puissance électrique Pe fournie par le générateur 6.
Il en résulte que le couple de freinage exercé par le générateur 6 sur le moteur 5 augmente, de sorte que la vitesse de rotation R de ce dernier diminue.
Lorsque cette vitesse de rotation R atteint la valeur pour laquelle le signal SR est à nouveau égal au signal SC, le signal SF redevient nul et le signal SE redevient égal au signal SC. Le véhicule 111 est donc à nouveau dans une situation stable où les puissances Pm, Pe, Pf et Pn sont égales à la puissance de consigne Pc correspondant à la nouvelle valeur du signal SC.
Si maintenant le conducteur du véhicule 111 augmente la pression qu'il exerce sur la pédale 17, le signal SC prend une nouvelle valeur supérieure à la précédente et donc à celle du signal SR. Le signal SF devient donc négatif, et le signal SE diminue malgré l'augmentation du signal SC. La puissance électrique Pf absorbée par le circuit de commande 54 diminue donc, de même que la puissance électrique Pe fournie par le générateur 6. Il en résulte que le couple de freinage exercé par le générateur 6 sur le moteur 5 diminue, de sorte que la vitesse de rotation R de ce dernier augmente.
Lorsque cette vitesse de rotation R atteint la valeur pour laquelle le signal SR est à nouveau égal au signal SC, le signal SF redevient nul et le signal SE redevient égal au signal SC. Le véhicule 111 est donc à nouveau dans une situation stable où les puissances Pm, Pe, Pf et Pn sont égales à la puissance de consigne Pc correspondant à la nouvelle valeur du signal SC.
On voit que dans le véhicule 111, comme dans le véhicule de la figure 1 décrit ci-dessus, la vitesse de rotation R du moteur à carburant 5 est réglée uniquement en modifiant temporairement la puissance électrique que le générateur 6 doit fournir, cette puissance étant respectivement diminuée ou augmentée selon que cette vitesse de rotation doit augmenter ou diminuer. En outre, le moteur 5 fournit en permanence la puissance mécanique maximale qu'il peut fournir à la vitesse à laquelle il tourne et fonctionne donc en permanence dans des conditions où son rendement est maximal.
Dans les véhicules 51 et 91 des figures 5 et 9 décrits ci-dessus, la vitesse de rotation R du moteur à carburant 5 n'est pas seulement réglée en modifiant temporairement la puissance électrique Pe que le générateur 6 doit fournir, mais également en modifiant la quantité de carburant et/ou de comburant fourni à ce moteur 5 par son dispositif d'alimentation. Néanmoins, ce moteur 5 fonctionne la plupart du temps dans des conditions où il fournit une puissance mécanique qui est relativement proche de sa puissance maximale et qui est une fraction fixe et déterminée de cette dernière. Les caractéristiques de ce moteur 5 peuvent donc être choisies de manière que son rendement soit maximal lorsqu'il fonctionne dans ces conditions. En résumé, on voit que, dans le véhicule selon la présente invention dont certaines formes d'exécution viennent d'être décrites, le moteur à carburant fonctionne en permanence, et que sa vitesse de rotation est réglée à la valeur pour laquelle la puissance mécanique Pm qu'il fournit est égale, d'une part, à la puissance de consigne Pc déterminée par la position de la pédale d'accélérateur
17 du véhicule et, d'autre part, à une fraction prédéterminée de la puissance mécanique maximale qu'il peut fournir à cette vitesse, cette fraction prédéterminée pouvant être égale à 100% dans certaines formes d' exécution.
Ce sont ces caractéristiques qui donnent au véhicule selon la présente invention les avantages mentionnés ci- dessus, c'est-à-dire qui permettent d'éviter d'avoir à le munir d'une batterie d'accumulateurs capable de fournir toute 1 ' énergie électrique nécessaire à son fonctionnement.
On a constaté que, en pratique, un conducteur modifie très souvent la position de la pédale d'accélérateur de son véhicule, même s'il ne désire pas changer la vitesse de celui-ci. Ces modifications, qui sont dans la plupart des cas inconscientes et de faible amplitude, ont pour effet, dans un véhicule selon la présente invention, que la valeur du signal SC produit par le capteur de position
18 de la position de la pédale d'accélérateur 17 varie également très souvent et ne reste que rarement constante pendant un temps appréciable, sauf bien entendu lorsque cette pédale 17 est complètement relâchée ou complètement enfoncée.
Or, on a vu ci-dessus que, dans un véhicule selon la présente invention tel que ceux qui sont représentés par les figures 1, 5 et 11, la puissance électrique Pf fournie au circuit de commande 4 ou 54 du moteur de traction 3 diminue temporairement en réponse à chaque augmentation, même faible, du signal SC. On a également vu que, dans un véhicule selon la présente invention tel que ceux qui sont représentés par les figures 1 et 11, cette puissance électrique Pf augmente en outre temporairement en réponse à chaque diminution, même faible, du signal SC. II découle de ce qui précède que, même lorsque le conducteur d'un véhicule selon la présente invention ne désire pas modifier la vitesse de celui-ci, la puissance électrique Pf fournie au circuit de commande 4 ou 54 du moteur de traction 3 peut varier assez souvent. Il en est évidemment de même de la puissance électrique fournie par ce circuit de commande 4 ou 54 au moteur de traction 3, et donc de la puissance mécanique Pn fournie par ce moteur 3 à la roue 2.
Ces variations de cette puissance mécanique Pn ont un effet semblable à celui qui est produit, dans un véhicule muni d'une boîte de vitesses automatique, par le changement du rapport de transmission de celle-ci et ne sont donc généralement pas ressenties comme étant particulièrement gênantes par le conducteur d'un véhicule selon la présente invention et/ou par ses passagers.
Il serait évidemment possible de supprimer ces variations de la puissance mécanique Pn dues aux petits déplacements de la pédale d'accélérateur 17 mentionnés ci- dessus en intercalant un filtre passe-bas entre le capteur 18 et les divers circuits recevant le signal SC.
Mais il est bien connu que le signal de sortie d'un filtre passe-bas ne varie qu'avec un certain retard en réponse aux variations du signal d'entrée de ce filtre, et que ce retard est d'autant plus important que la fréquence de coupure de ce filtre est basse.
Or un filtre passe-bas intercalé entre le capteur 18 et les circuits recevant le signal SC devrait avoir une fréquence de coupure très basse, de l'ordre du Herz ou même inférieure à un Herz, pour être efficace. Le retard du signal SC par rapport au signal produit par le capteur 18 serait donc assez important et deviendrait gênant dans tous les cas où le conducteur du véhicule déplace volontairement et rapidement la pédale d'accélérateur 17.
Il est cependant possible, si on le désire, de supprimer les variations de la puissance mécanique Pn dues aux petits déplacements de la pédale d'accélérateur 17 mentionnés ci-dessus sans pour autant introduire un retard inacceptable en cas de déplacement rapide de cette pédale 17.
Pour cela, on peut par exemple remplacer les moyens de commande constitués simplement par la pédale d'accélérateur 17 et le capteur 18 dans les formes d'exécution décrites ci-dessus par des moyens de commande tels que ceux qui sont représentés à la figure 12 avec la référence générale 121. Comme ceux qui ont été décrits ci-dessus, les moyens de commande 121 comportent une pédale d'accélérateur et un capteur fournissant un signal représentatif de la position de cette pédale, qui sont également respectivement désignés par les références 17 et 18. Dans le présent exemple, le signal fourni par le capteur 18 sera désigné par la référence SC".
En plus de cette pédale 17 et de ce capteur 18, les moyens de commande 121 comportent un circuit de filtrage à commutation 122 dont le rôle et le fonctionnement seront rendus évidents par la description qui suit.
L'entrée E du circuit de filtrage à commutation 122 est reliée, d'une part, au capteur 18 et, d'autre part, aux entrées d'un filtre passe-bas 123 et d'un différentiateur 124, ainsi qu'à une première borne d'un interrupteur 125.
La sortie du filtre 123 et la deuxième borne de l'interrupteur 125 sont reliées l'une à l'autre ainsi qu'à la sortie S du circuit 122 gui délivre le signal SC.
Le filtre 123, le différentiateur 124 et l'interrupteur 125 ne seront pas décrits en détail car ils peuvent être réalisés de diverses manières bien connues. On mentionnera simplement que l'interrupteur 125 est de préférence constitué par un élément électronique tel qu'un transistor ou un thyristor, et qu'il est agencé de manière à être ouvert ou fermé selon qu'un signal de commande SI6, dont l'élaboration sera décrite plus loin, est dans un premier ou un deuxième état.
On mentionnera également que le filtre passe-bas 123 est agencé de manière que sa fréquence de coupure soit de l'ordre du Herz, et même de préférence inférieure à un Herz. En outre, le filtre 123 est agencé de manière que la valeur du signal SC soit au moins sensiblement égale à la valeur moyenne du signal SC" lorsque l'interrupteur 125 est ouvert .
On mentionnera encore que la valeur du signal SG fourni par le différentiateur 124 est, de manière classique, toujours proportionnelle à la pente du signal SC". En d'autres termes, ce signal SG est positif ou négatif selon que le signal SC" croît ou décroît, c'est-à- dire selon que la pédale 17 est déplacée en direction de sa butée de fin de course ou en direction de sa position de repos, et la valeur absolue de ce signal SG est proportionnelle à la vitesse de déplacement de cette pédale 17.
Le signal SG est appliqué à l'entrée directe, désignée par le signe +, d'un premier comparateur 126, ainsi qu'à l'entrée inverse, désignée par le signe -, d'un deuxième comparateur 127. L'entrée inverse - du comparateur 126 reçoit une tension de référence positive Vr+ et l'entrée directe + du comparateur 127 reçoit une tension de référence négative Vr" dont la valeur absolue est égale à la valeur de la tension Vr+.
Les deux tensions de référence Vr+ et Vr~ sont fournies par une source qui n'a pas été représentée et qui est agencée de manière que la valeur de la tension Vr+ soit égale à celle que le signal SG a lorsque la pédale 17 est déplacée à une vitesse déterminée en direction de sa position de fin de course, et que la valeur de la tension Vr" soit égale à celle que le signal SG a lorsque cette pédale 17 est déplacée à la même vitesse déterminée en direction de sa position de repos. A titre d'exemple, cette vitesse déterminée peut être égale à la vitesse moyenne de la pédale 17 a lorsqu'elle est déplacée entre ses deux positions extrêmes en 0,5 seconde.
Les comparateurs 126 et 127 ne seront pas non plus décrits en détail car ils peuvent aussi être réalisés de diverses manières bien connues. On mentionnera simplement qu'ils sont agencés de manière que leur sortie présente une tension sensiblement nulle ou une tension positive selon que leur entrée directe + est négative ou positive par rapport à leur entrée inverse -. En accord avec une convention très largement acceptée, on dira que la sortie du comparateur 126 ou 127 est à l'état logique "0" ou à l'état logique "1" selon qu'elle présente une tension sensiblement nulle ou une tension positive. Les sorties des comparateurs 126 et 127 sont reliées, chacune, à une entrée d'une porte OU 128 dont la sortie est reliée à l'entrée d'un circuit 129 de commande de l'interrupteur 125 agencé de manière que le signal SI6 ait son premier ou son deuxième état, c'est-à-dire que l'interrupteur 125 soit ouvert ou fermé, selon que son entrée est à l'état logique "0" ou à l'état logique "1".
Le fonctionnement des moyens de commande 121 ne sera pas décrit en détail car il découle facilement des explications données ci-dessus. On voit en effet facilement que tant que le conducteur d'un véhicule selon la présente invention équipé de ce circuit de commande 121 ne modifie pas volontairement la position de la pédale 17, le signal SG est nul et les sorties des comparateurs 126 et 127 sont toutes deux à l'état logique "0", de même que la sortie de la porte OU 128. Le signal SI6 est donc dans son premier état , et l ' interrupteur 125 est ouvert .
Le signal SC est donc pratiquement identique au signal SC " , mais ne présente pas les petites variations de ce dernier qui sont dues aux peti t s déplacement s involontaires de la pédale 17 et qui sont éliminées par le f iltre 123 . Ces petits déplacements de la pédale 17 ne provoquent donc plus de variat ion de la puissance mécanique Pn fournie par le moteur de traction 3 à la roue 2 .
Il en est de même lorsque le conducteur du véhicule déplace la pédale 17 à une vitesse inférieure à la vitesse déterminée mentionnée ci-dessus. Selon le sens de ce déplacement, le signal SG devient positif ou négatif mais reste cependant compris entre les deux tensions de référence Vr+ et Vr". Les sorties des comparateurs 126 et 127 restent donc à l'état logique "0" et l'interrupteur 125 reste ouvert. Le signal SC varie donc comme le signal SC", sans présenter les petites variations que ce dernier peut présenter.
Par contre, lorsque le conducteur du véhicule déplace la pédale 17 à une vitesse supérieure à la vitesse déterminée mentionnée ci-dessus, le signal SG devient soit plus positif que la tension Vr+ soit plus négatif que la tension Vr~ selon le sens du déplacement de cette pédale 17. La sortie de l'un des comparateurs 126 et 127 passe alors à l'état logique "1", de sorte que le signal SI6 prend son deuxième état et que l'interrupteur 125 se ferme, court-circuitant ainsi le filtre 123. Le signal SC est alors identique au signal SC" et varie immédiatement comme ce dernier.
On voit que les moyens de commande 121 permettent effectivement de supprimer les variations de la puissance mécanique Pn fournie par le moteur 3 à la roue 2 dues aux petits déplacements involontaires de la pédale 17 sans pour autant introduire un retard inacceptable en cas de déplacement rapide de cette pédale 17.
Les véhicules 1, 51, 91 et 111 décrits ci-dessus à l'aide des figures 1, 5, 9 et 11 ne comportent qu'une seule roue motrice entraînée par un seul moteur électrique. Il est évident que la présente invention s'applique également aux véhicules comportant plusieurs roues motrices entraînées ensemble par un seul moteur ou entraînées par groupes ou individuellement par plusieurs moteurs.
De même, la pédale d'accélérateur 17 de ces véhicules 1, 51, 91 et 111 peut bien entendu être remplacée par tout autre dispositif actionnable par le conducteur de ces véhicules, tel que, par exemple, une manette. De nombreuses autres modifications peuvent être apportées aux véhicules décrits ci-dessus sans pour autant sortir du cadre de la présente invention.
Ainsi, par exemple, le réglage de la vitesse de rotation du moteur à carburant d'un véhicule selon la présente invention peut être assuré par des moyens différents de ceux qui ont été décrits, notamment à l'aide d'un ordinateur programmé de manière à fournir les divers signaux nécessaires à ce réglage en fonction des signaux SC et SR mentionnés ci-dessus. De même, dans le véhicule 1 de la figure 1, le générateur 6 peut être remplacé par un générateur produisant une tension alternative multiphasée, par exemple triphasée, le circuit de réglage 7 et le circuit de commande 4 étant évidemment adaptés en conséquence. Ce circuit de réglage 7, notamment, comporte dans un tel cas plusieurs premiers éléments de réglage 10 branchés chacun entre deux des bornes du générateur 6 et plusieurs deuxièmes éléments de réglage 13 branchés chacun entre une des bornes du générateur 6 et une des bornes du circuit de commande 4, la commande de ces éléments de réglage 10 et 13 étant identique à celle des éléments 10 et 13 de la figure 1.

Claims

REVENDICATIONS
1. Véhicule automobile comportant : un moteur à carburant (5; 55) pour produire une première puissance mécanique (Pm) ; un générateur (6; 56) pour convertir ladite première puissance mecanigue (Pm) en une première puissance électrique (Pe) ; des moyens de commande (17, 18) actionnables par un conducteur dudit véhicule pour produire un signal de consigne (SC) représentatif d'une puissance de consigne (Pc) ; une roue motrice (2) ; et des moyens moteurs (3, 4;3, 54) pour fournir une deuxième puissance mecanigue (Pn) à ladite roue motrice
(2) à partir d'une deuxième puissance électrique (Pf) , lesdits moyens moteurs (3, 4; 3, 54) comprenant un moteur électrique (3) couplé mécaniquement à ladite roue motrice
(2) et un circuit de commande (4; 54) dudit moteur électrique (3) répondant audit signal de consigne (SC) pour régler la valeur de ladite deuxième puissance mécanique (Pn) à la valeur de ladite puissance de consigne
(PO ; caractérisé par le fait que ledit véhicule comporte en outre des moyens de réglage (7,14 à 16, 19, 20; 14 à 16,
57 à 63) répondant audit signal de consigne (SC) pour régler la vitesse de rotation (R) dudit moteur à carburant
(5; 55) à la valeur pour laquelle ladite première puissance mécanique (Pm) est au moins sensiblement égale, d'une part, à ladite puissance de consigne (Pc) et, d'autre part, à une fraction déterminée de la puissance mécanique maximale dudit moteur à carburant (5;55), lesdits moyens de réglage (7,14 à 16, 19, 20; 14 à 16,57 à 63) comprenant des moyens de transfert (7, -57) couplés électriquement audit générateur (6; 56) et auxdits moyens moteurs
(3, 4; 3, 54) pour produire ladite deuxième puissance électrique (Pf) à partir de ladite première puissance électrique (Pe) .
2. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens de réglage (7,14 à 16,19,20) comportent des moyens (14 à 16) pour produire un signal de mesure (SR) représentatif de ladite vitesse de rotation (R) et des moyens (19,20) pour fournir un signal de comparaison (SI1,SI2) entre ledit signal de mesure (SR) et ledit signal de consigne (SC) , et par le fait que lesdits moyens de transfert (7) sont agencés de manière à répondre audit signal de comparaison (SI1,SI2) pour augmenter le couple de freinage exercé par ledit générateur (6) sur ledit moteur à carburant (5) lorsque ledit signal de mesure (SR) est supérieur audit signal de consigne (SC) et pour diminuer ledit couple de freinage lorsque ledit signal de mesure (SR) est inférieur audit signal de consigne (SC) .
3. Véhicule selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens de transfert (7) comportent un premier élément de réglage (10) branché entre une première borne (6a) et une deuxième borne (6b) dudit générateur (6) et un deuxième élément de réglage (13) branché entre ladite première borne (6a) dudit générateur
(6) et une borne (4a) dudit circuit de commande (4), ledit premier élément de réglage (10) comprenant une première résistance (8) et un premier interrupteur (9) branché en série avec ladite première résistance (8) et répondant audit signal de comparaison (SI1,SI2) pour connecter ladite première résistance (8) entre lesdites bornes (6a, 6b) dudit générateur (6) lorsque ledit signal de mesure (SR) est supérieur audit signal de consigne (SC) et pour déconnecter ladite première résistance (8) desdites bornes (6a, 6b) dudit générateur (6) lorsque ledit signal de mesure (SR) est inférieur ou égal audit signal de consigne (SC) , et ledit deuxième élément de réglage (13) comprenant une deuxième résistance (11) et un deuxième interrupteur (12) branché en parallèle avec ladite deuxième résistance (11) et répondant audit signal de comparaison (SI1,SI2) pour connecter ladite deuxième résistance (11) en série entre ladite première borne (6a) dudit générateur (6) et ladite borne (4a) dudit circuit de commande (4) lorsque ledit signal de mesure (SR) est inférieur audit signal de consigne (SC) et pour relier directement ladite première borne (6a) dudit générateur (6) à ladite borne (4a) dudit circuit de commande (4) lorsque ledit signal de mesure (SR) est supérieur ou égal audit signal de consigne (SC) .
4. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens de réglage (14 à 16,57 à 63) comportent des moyens (14 à 16) pour produire un signal de mesure (SR) représentatif de ladite vitesse de rotation (R) et des moyens (61 à 63) pour fournir un signal de comparaison (SI3 à SI5,SD) entre ledit signal de mesure (SR) et ledit signal de consigne (SC) , par le fait que ledit véhicule comporte en outre un dispositif d'alimentation en carburant dudit moteur à carburant (55) répondant audit signal de comparaison (SI3 à SI5,SD) pour régler ladite première puissance mécanique (Pm) à une valeur supérieure à celle de ladite fraction déterminée de ladite puissance mécanique maximale lorsque ledit signal de mesure (SR) est inférieur audit signal de consigne (SC) , à ladite fraction déterminée de ladite puissance mécanique maximale lorsque ledit signal de mesure (SR) est égal audit signal de consigne (SC) , et à une valeur inférieure à celle de ladite fraction déterminée de ladite puissance mécanique maximale lorsque ledit signal de mesure (SR) est supérieur audit signal de consigne, et par le fait que lesdits moyens de transfert (57) sont agencés de manière à répondre audit signal de comparaison (SI3 à SI5.SD) pour diminuer le couple de freinage exercé par ledit générateur (6) sur ledit moteur à carburant (5) lorsque ledit signal de mesure (SR) est inférieur audit signal de consigne (SC) .
5. Véhicule selon la revendication 4, caractérisé par le fait que lesdits moyens de transfert comportent des moyens (57) branchés entre ledit générateur (56) et ledit circuit de commande (54) et répondant audit signal de comparaison (SI3 à SI5,SD) pour fournir audit circuit de commande (54) une puissance électrique égale à ladite première puissance électrique (Pe) lorsque ledit signal de mesure (SR) est supérieur ou égal audit signal de consigne
(SC) et pour fournir audit circuit de commande (54) une puissance électrique inférieure à ladite première puissance électrique (Pe) lorsque ledit signal de mesure
(SR) est inférieur audit signal de consigne (SC) .
6. Véhicule selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre une source d'énergie électrique rechargeable (93) agencée de manière à fournir audit circuit de commande (54) une puissance électrique ayant une valeur égale à la différence entre ladite puissance de consigne (Pc) et la puissance électrique fournie par ledit convertisseur (57) .
7. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé : par le fait que lesdits moyens de réglage (14 à 16,57 à 63) comportent des moyens (14 à 16) pour produire un signal de mesure (SR) représentatif de ladite vitesse de rotation (R) et des moyens (61 à 63) pour fournir un signal de comparaison (SI3 à SI5,SD) entre ledit premier signal de mesure (SR) et un deuxième signal de consigne (SC ) ; - par le fait que lesdits moyens de transfert (57) comportent un convertisseur (57) branché entre ledit générateur (56) et ledit circuit de commande (54) et répondant audit signal de comparaison (SI3 à SI5,SD) pour fournir audit circuit de commande (54) une puissance électrique égale à ladite première puissance électrique (Pe) lorsque ledit signal de mesure (SR) est supérieur ou égal audit deuxième signal de consigne (SC') et pour fournir audit circuit de commande (54) une puissance électrique inférieure à ladite première puissance électrique (Pe) lorsque ledit signal de mesure (SR) est inférieur audit deuxième signal de consigne (SC); par le fait que ledit véhicule comporte en outre une source d'énergie électrique rechargeable (93) agencée de manière à fournir audit circuit de commande (54) une puissance électrique ayant une valeur égale à la différence entre ladite puissance de consigne (Pc) et la puissance électrique fournie par ledit convertisseur (54), et un dispositif d'alimentation en carburant dudit moteur à carburant (55) répondant audit signal de comparaison (SI3 à SI5,SD) pour régler ladite première puissance mécanique (Pm) à une valeur supérieure à celle de ladite fraction déterminée de ladite puissance mécanique maximale lorsque ledit signal de mesure (SR) est inférieur audit deuxième signal de consigne (SC ) , à ladite fraction déterminée de ladite puissance mécanique maximale lorsque ledit signal de mesure (SR) est égal audit deuxième signal de consigne (SC), et à une valeur inférieure à celle de ladite fraction déterminée de ladite puissance mécanique maximale lorsque ledit signal de mesure (SR) est supérieure audit deuxième signal de consigne, ladite source (93) comportant des moyens pour fournir un signal de détection (SB) représentatif de la quantité d'énergie électrique (Q) contenue dans ladite source (93); et par le fait que ledit véhicule comporte en outre des moyens (92) répondant audit signal de détection
(SB) pour produire ledit deuxième signal de consigne (SC ) avec une valeur égale à la somme de la valeur dudit premier signal de consigne (SC) et d'une valeur prédéterminée lorsque ladite quantité d'énergie électrique (Q) devient inférieure à une première quantité prédéterminée (Ql) et avec une valeur égale à la valeur dudit premier signal signal de consigne (SC) lorsque ladite quantité d'énergie électrique (Q) devient supérieure à une deuxième quantité prédéterminée (Q2) .
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