FR2834961A1 - Light motorized tricycle comprises chassis formed from two sandwiched floors supporting compartment with front sliding and tipping part and fixed rear part, inclination device controlling descent and raising of rear driving arms - Google Patents

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Abstract

The motorized tricycle with a front steering wheel and two rear driving wheels comprises a chassis (1) formed from two sandwiched floors (11,12) supporting a compartment (5) in two parts, a front sliding and tipping part (51) and a fixed rear part (52). Displacement of the front part forwards allows access to the compartment. The tricycle is equipped with an inclination device (4) subject to the resultant of the transverse forces from centrifugal acceleration, aerodynamic forces and road banking. This device simultaneously controls the descent of a rear driving arm (3g) and the raising of the opposite arm (3d). Access to the seat (8) from the front allows it to be protected by a shell type casing. The seat can tip forwards with optimum damping of a frontal impact by a double shearing plate.

Description

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De nombreux véhicules légers ont été étudiés et réalisés comportant 1 ou 2 places et se situant entre le 2 roues non caréné ou peu caréné et la voiture.
Cette catégorie de véhicules vise à offrir un habitacle pour la protection aux intempéries et aux chocs tout en conservant un encombrement minimum, en particulier pour une circulation urbaine facilitée. Dans le cas d'un véhicule entièrement caréné qui ne permet pas de poser les pieds au sol, 2 solutions sont souvent proposées : d'une part un véhicule à 2 roues dans l'axe longitudinal et 2 roues latérales pour la stabilisation à faible vitesse et à l'arrêt (dans ce cas, le ou les passagers sont dans l'axe du véhicule) et d'autre part un véhicule à 3 roues. Dans ce dernier cas, un véhicule à 2 places de front peut être assez large pour avoir une stabilité suffisante au regard de ses performances mais ne possède pas la facilité de circulation d'un véhicule étroit. Dans le cas d'un tricycle étroit à 1 place ou 2 places en tandem, la stabilité latérale, en particulier en raison de l'accélération centrifuge en virage, réclame l'inclinaison du véhicule. La présente invention est un concept de tricycle qui appartient à cette dernière catégorie de véhicule. Many light vehicles have been studied and produced with 1 or 2 places and located between the 2 wheels without fairing or little fairing and the car.
This category of vehicles aims to provide a cabin for protection against bad weather and impacts while maintaining a minimum footprint, in particular for facilitated urban traffic. In the case of a fully streamlined vehicle that does not allow you to put your feet on the ground, 2 solutions are often proposed: on the one hand, a vehicle with 2 wheels in the longitudinal axis and 2 side wheels for stabilization at low speed and at a standstill (in this case, the passenger or passengers are in the center of the vehicle) and on the other hand a 3-wheeled vehicle. In the latter case, a vehicle with 2 front seats can be wide enough to have sufficient stability with regard to its performance but does not have the ease of movement of a narrow vehicle. In the case of a narrow 1-seater or 2-seater tandem tricycle, lateral stability, in particular due to centrifugal acceleration when cornering, requires the vehicle to tilt. The present invention is a concept of a tricycle which belongs to the latter category of vehicle.

Le concept de véhicule, objet de l'invention, comporte une roue directrice à l'avant et deux roues motrices à l'arrière. Le châssis est constitué d'un plancher bas sur la partie avant du véhicule sur lequel est fixée la colonne de direction, et d'un plancher haut sur la partie arrière. Ces deux planchers sont réalisés en panneaux sandwiches et sont reliés par des structures métalliques avant et arrière, dont ces dernières reçoivent l'articulation des bras oscillants motorisés arrière.  The concept of vehicle, object of the invention, comprises a steering wheel at the front and two driving wheels at the rear. The chassis consists of a low floor on the front part of the vehicle on which the steering column is fixed, and a high floor on the rear part. These two floors are made of sandwich panels and are connected by front and rear metal structures, the latter of which receive the articulation of the rear motorized swing arms.

Le châssis supporte l'habitacle qui comprend une partie avant oscillo- coulissante et une partie arrière fixe. Un coffre peut être intégré à la partie arrière ou constituer un volume indépendant. L'ensemble de la partie avant, dans son mouvement de coulissement et de basculement vers l'avant, dégage l'accès à l'habitacle latéralement et en partie haute de telle sorte qu'il est possible de monter dans le véhicule debout pour s'asseoir ensuite de face dans le siège.  The chassis supports the passenger compartment which includes an oscillating sliding part and a fixed rear part. A trunk can be integrated into the rear part or constitute an independent volume. The whole of the front part, in its sliding and tilting movement towards the front, clears the access to the passenger compartment laterally and in the upper part so that it is possible to get into the vehicle standing for s then sit face down in the seat.

Cette disposition présente l'avantage d'un accès à droite ou à gauche du véhicule sans débattement de portière, avec une visibilité totale, avantage particulièrement intéressant en zone urbaine. Elle permet également, en raison de l'accès au siège de face, de concevoir ce dernier en forme de coquille enveloppante pour une protection renforcée aux chocs latéraux. Le pilote est 1 attaché au siège par une ceinture de sécurité, par exemple de type harnais avec un brin fixé de chaque côté en partie haute et basse du siège avec une boucle haute et basse. Ce siège peut également être articulé sur la partie avant du plancher haut arrière et comporter un amortisseur de choc frontal, réglable en fonction du poids du conducteur.  This arrangement has the advantage of access to the right or left of the vehicle without door travel, with total visibility, a particularly advantageous advantage in urban areas. It also allows, due to the access to the front seat, to design the latter in the form of an enveloping shell for enhanced protection against side impacts. The pilot is 1 attached to the seat by a seat belt, for example of the harness type with a strand fixed on each side in the upper and lower part of the seat with a high and low buckle. This seat can also be articulated on the front part of the rear high floor and include a front shock absorber, adjustable according to the weight of the driver.

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Ce dispositif comporte une plaque double à cisailler, positionable dans deux paires de glissières fixées pour l'une sur le plancher et pour l'autre sous le siège.  This device comprises a double plate to be sheared, positioned in two pairs of slides fixed for one on the floor and for the other under the seat.

Le réglage de la position de cette plaque double par rapport à l'axe d'articulation du siège permet de maintenir de façon nominale l'effort de cisaillement sur cette plaque selon le poids du pilote, afin d'obtenir un amortissement optimum d'un choc frontal donné sur la trajectoire maximum du siège. Un ou plusieurs airbags peuvent compléter ce dispositif de protection. Le-dit dispositif, en tant que tel, fait l'objet d'une demande indépendante de brevet d'invention. The adjustment of the position of this double plate relative to the axis of articulation of the seat makes it possible to maintain nominally the shearing force on this plate according to the weight of the pilot, in order to obtain optimum damping of a frontal impact given on the maximum trajectory of the seat. One or more airbags can complete this protection device. Said device, as such, is the subject of an independent patent application.

Une autre version de ce concept de véhicule utilise un plancher bas de plus grande longueur pour intégrer un siège supplémentaire destiné au pilote. Ce siège est basculant pour permettre l'accès au siège arrière fixé sur le plancher haut arrière et peut bénéficier du même dispositif anti-choc.  Another version of this concept of vehicle uses a lower floor of greater length to integrate an additional seat intended for the pilot. This seat is tiltable to allow access to the rear seat fixed on the high rear floor and can benefit from the same anti-shock device.

Les bras oscillants arrière qui peuvent recevoir une motorisation électrique, thermique ou hybride, comportent une suspension reliée au plancher haut par l'intermédiaire d'un dispositif de commande d'inclinaison. Ce dispositif commande simultanément la descente d'un bras et la montée du bras opposé en fonction des efforts latéraux appliqués au véhicule. Différents dispositifs de détection et de commande existent. Celui qui est décrit dans le concept de la présente invention, utilise des capteurs de pression situés entre le châssis et les extrémités latérales des axes d'articulation des bras motorisés arrière. La différence, dans un sens ou dans l'autre, des courants générés par ces capteurs commande des vérins mécaniques à vis par l'intermédiaire d'une électronique de puissance et d'un moteur électrique. Ce dispositif en tant que tel, fait également l'objet d'une demande de brevet d'invention séparée. The rear swing arms which can receive an electric, thermal or hybrid motorization, comprise a suspension connected to the high floor by means of a tilt control device. This device simultaneously controls the descent of one arm and the rise of the opposite arm as a function of the lateral forces applied to the vehicle. Different detection and control devices exist. The one described in the concept of the present invention uses pressure sensors located between the chassis and the lateral ends of the articulation axes of the rear motorized arms. The difference, in one direction or the other, of the currents generated by these sensors controls mechanical screw jacks by means of power electronics and an electric motor. This device as such is also the subject of a separate patent application.

Un exemple non limitatif est donné ci-après : la figure 1 représente en coupe longitudinale le concept du véhicule :
Un châssis (1) est constitué d'un plancher avant bas (11) et d'un plancher arrière haut (12) réalisés en panneaux sandwiches et reliés par des structures métalliques (13) et (14). Ce châssis supporte à l'avant une colonne de direction (2) qui comprend la structure métallique (21), l'ensemble de la fourche et de la roue directrice avant (22) et le dispositif de commande de direction, volant ou guidon, (23). Le-dit volant ou guidon est rétractable, soit pour faciliter l'accès au siège, soit pour régler la position de conduite. A l'arrière, ce châssis (1) supporte les bras oscillants motorisés (3g) et (3d) articulés sur les structures métalliques (14g, 14c et 14d) et commandés par le dispositif d'inclinaison du véhicule (4). A nonlimiting example is given below: FIG. 1 shows in longitudinal section the concept of the vehicle:
A chassis (1) consists of a low front floor (11) and a high rear floor (12) made of sandwich panels and connected by metal structures (13) and (14). This chassis supports at the front a steering column (2) which includes the metal structure (21), the assembly of the fork and the front steering wheel (22) and the steering control device, steering wheel or handlebar, (23). The said steering wheel or handlebar is retractable, either to facilitate access to the seat, or to adjust the driving position. At the rear, this chassis (1) supports the motorized oscillating arms (3g) and (3d) articulated on the metal structures (14g, 14c and 14d) and controlled by the vehicle tilting device (4).

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Le châssis supporte également l'habitacle (5) dont la partie avant (51) est animée d'un mouvement de translation longitudinale et de basculement vers l'avant, et la partie arrière (52) est considérée comme fixe bien que des parties vitrées puissent être ouvrantes ou que certaines parties puissent être amovibles, par exemple lorsque les conditions atmosphériques sont favorables. Cette partie arrière peut être limitée au volume nécessaire au siège et comporter un coffre (53) indépendant, ou réunir les deux fonctions dans un volume commun. Dans la version représentée sur la figure 1, chaque partie de l'habitacle possède une ossature composée d'au moins un arceau métallique (53a) et (53b) sur lequel sont fixés des éléments de carénage opaques ou transparents (54a), (54b), (54c). Cet agencement présente l'avantage de positionner les éléments d'ossature sur les côtés du pilote, disposition qui permet un grand angle de visibilité vers la droite et la gauche, sans angle mort. Une autre version possible peut utiliser des panneaux de carénage auto-raidis, sans ossature. Par ailleurs, la largeur de l'habitacle et la bonne visibilité vers l'arrière est favorable à l'utilisation de rétroviseurs intérieurs.  The chassis also supports the passenger compartment (5) whose front part (51) is driven in a longitudinal translational movement and tilting towards the front, and the rear part (52) is considered to be fixed although glazed parts may be opening or that certain parts may be removable, for example when the atmospheric conditions are favorable. This rear part can be limited to the volume required for the seat and include an independent trunk (53), or combine the two functions in a common volume. In the version represented in FIG. 1, each part of the passenger compartment has a framework composed of at least one metal hoop (53a) and (53b) on which are fixed opaque or transparent fairing elements (54a), (54b ), (54c). This arrangement has the advantage of positioning the framework elements on the sides of the pilot, an arrangement which allows a wide angle of visibility to the right and to the left, without blind spots. Another possible version can use self-stiffening fairing panels, without frame. In addition, the width of the passenger compartment and the good visibility towards the rear is favorable for the use of interior mirrors.

Dans la version représentée sur la figure 1, la partie avant de l'habitacle possède latéralement des glissières (55g) et (55d) qui coulissent respectivement sur des galets (56g) et (56d) fixés sur le plancher bas (11) pour assurer le guidage en translation de la partie avant (5). Dans une autre version, cette translation est assurée par des galets fixés sur la partie avant et des glissières fixées sur le plancher. Le basculement de cette partie avant est obtenu par un panneau (57) articulé sur la structure de la colonne de direction. A titre d'exemple, le débattement du basculement peut être limité par l'action d'un câble avec enrouleur (58).  In the version represented in FIG. 1, the front part of the passenger compartment laterally has slides (55g) and (55d) which slide respectively on rollers (56g) and (56d) fixed on the low floor (11) to ensure guiding in translation of the front part (5). In another version, this translation is provided by rollers fixed on the front part and slides fixed on the floor. The tilting of this front part is obtained by a panel (57) articulated on the structure of the steering column. For example, the tilting movement can be limited by the action of a cable with reel (58).

Selon la motorisation utilisée, la structure de la colonne de direction (21) peut contenir un réservoir de carburant (24), l'espace intermédiaire entre les planchers (11,12) et les structures (13,14) peut recevoir la batterie d'accumulateurs (35), et l'espace compris entre les bras arrières (3g) et (3d) peut recevoir le moteur thermique, avec production d'électricité s'il s'agit d'une motorisation hybride ou éventuellement une autre source d'énergie telle qu'une pile à combustible. Dans le cas d'un entraînement des roues arrière par moteurs électriques (31), ces derniers peuvent être fixés sur les bras pour simplifier la cinématique de l'entraînement. Depending on the engine used, the structure of the steering column (21) can contain a fuel tank (24), the intermediate space between the floors (11,12) and the structures (13,14) can receive the battery d accumulators (35), and the space between the rear arms (3g) and (3d) can receive the heat engine, with electricity production if it is a hybrid engine or possibly another source of energy such as a fuel cell. In the case of rear wheel drive by electric motors (31), the latter can be fixed on the arms to simplify the kinematics of the drive.

Dans le cas d'une motorisation classique par moteur thermique, la transmission de l'effort moteur est réalisée de façon traditionnelle par courroies ou chaînes et/ou joint cinétique par exemple de type cardan.  In the case of a conventional motorization by thermal engine, the transmission of the motor force is carried out in the traditional way by belts or chains and / or kinetic joint, for example of cardan type.

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Les figures 2 et 3 montrent l'adaptation sur le concept du présent véhicule, du dispositif d'inclinaison faisant par ailleurs l'objet d'une demande séparée de brevet d'invention. Les bras motorisés (3g) et (3d) sont articulés dans les structures de liaison (14g, 14c, 14d) des planchers (11 et 12) Les capteurs de pression (30g et 30d) génèrent un courant électrique en fonction de l'effort transversal appliqué par le châssis (1) sur l'axe des bras oscillants motorisés.  Figures 2 and 3 show the adaptation to the concept of the present vehicle, of the tilting device which is also the subject of a separate patent application. The motorized arms (3g) and (3d) are articulated in the connection structures (14g, 14c, 14d) of the floors (11 and 12) The pressure sensors (30g and 30d) generate an electric current according to the force transverse applied by the frame (1) on the axis of the motorized swinging arms.

Une électronique (32) calcule la différence des courants générés par ces capteurs et actionne proportionnellement un moteur électrique (31) par l'intermédiaire d'une électronique de puissance (33). Ce moteur électrique entraîne un arbre de transmission qui commande les vérins à vis (34g et 34d) fixés sur le plancher haut arrière (12) et auxquels les suspensions et amortisseurs des bras oscillants sont reliés, jusqu'à ce que l'inclinaison du véhicule compense les efforts latéraux externes, la différence des courants étant alors nulle. Ce dispositif permet d'asservir de façon simple l'inclinaison du véhicule à la résultante des trois sollicitations transversales intégrées que sont l'accélération centrifuge en virage, l'effet aérodynamique et le dévers de la chaussée. La limite de compensation est atteinte par la course des vérins. Si la résultante des efforts transversaux est au delà de cette limite, le courant résultant dans l'électronique (32) peut actionner une alarme visuelle oulet sonore à partir d'un seuil, indiquant au pilote qu'il est entré dans la zone de sécurité avant l'instabilité du véhicule. Ce seuil peut aussi agir automatiquement en limitation de vitesse pour réduire en particulier la composante de force centrifuge. An electronics (32) calculates the difference of the currents generated by these sensors and proportionally actuates an electric motor (31) via a power electronics (33). This electric motor drives a drive shaft which controls the screw jacks (34g and 34d) fixed on the rear high floor (12) and to which the suspensions and shock absorbers of the swinging arms are connected, until the inclination of the vehicle compensates for external lateral forces, the difference in currents then being zero. This device allows the vehicle's inclination to be controlled in a simple manner as a result of the three integrated transverse stresses that are the centrifugal acceleration when cornering, the aerodynamic effect and the slope of the road. The compensation limit is reached by the stroke of the cylinders. If the result of the transverse forces is beyond this limit, the current resulting in the electronics (32) can activate a visual alarm or audible sound from a threshold, indicating to the pilot that he has entered the safety zone before vehicle instability. This threshold can also act automatically in speed limitation to reduce in particular the centrifugal force component.

Les figures 4,5, 6 et 7 montrent, sur le plancher haut (12), le dispositif d'amortissement de choc frontal par basculement contrôlé du siège (8), dispositif faisant l'objet d'une demande indépendante de brevet : une plaque double à cisaillement (9) est composée d'une partie (92) montée dans une glissière (96) fixée sur le-dit plancher haut et d'une partie (91) montée dans une glissière (95) fixée sous le siège en sa partie arrière. Ces deux parties sont reliées par une troisième (93) qui provoque le cisaillement (94) des zones de plaques comportant des amorces de rupture prévues à cet effet quand un effort de choc projette le siège et son passager vers l'avant. Cette plaque double peut être positionnée d'avant en arrière par 11ntermédiaire d'un levier (97) prévu par exemple sur le côté du siège selon une graduation (98) correspondant au poids du passager. Le passager est attaché au siège par une ceinture de sécurité (80), par exemple de type harnais avec une ceinture droite (81) et une gauche (82), chacune étant fixée en partie basse et haute du siège et reliée à l'autre par une boucle haute (83) et basse (84). Ce positionnement de la plaque de cisaillement par rapport à l'axe de basculement du siège permet d'ajuster l'effort de cisaillement pour un amortissement optimum du choc frontal utilisant la trajectoire maximum du siège, en prenant en compte le poids du passager. Cette protection peut être complétée par un ou plusieurs airbags. Figures 4,5, 6 and 7 show, on the high floor (12), the front shock absorption device by controlled tilting of the seat (8), device which is the subject of an independent patent application: a double shear plate (9) is composed of a part (92) mounted in a slide (96) fixed on said high floor and a part (91) mounted in a slide (95) fixed under the seat in its rear part. These two parts are connected by a third (93) which causes the shearing (94) of the areas of plates having breaking initiators provided for this purpose when an impact force projects the seat and its passenger forward. This double plate can be positioned from front to back by means of a lever (97) provided for example on the side of the seat according to a scale (98) corresponding to the weight of the passenger. The passenger is attached to the seat by a seat belt (80), for example of the harness type with a right (81) and a left (82) belt, each being fixed in the lower and upper part of the seat and connected to the other by a high (83) and low (84) loop. This positioning of the shear plate relative to the tilt axis of the seat makes it possible to adjust the shear force for optimum absorption of the frontal impact using the maximum trajectory of the seat, taking into account the weight of the passenger. This protection can be supplemented by one or more airbags.

Claims (6)

REVENDICATIONS 1) Véhicule tricycle, motorisé, caréné et inclinable, caractérisé par un châssis à deux planchers sandwiches (11,12) reliés par des structures métalliques, châssis supportant un habitacle comportant une partie arrière fixe (52), et une partie avant oscillo-coulissante (51), ce mouvement permettant l'accès, debout, du côté droit ou gauche du véhicule sans débattement de portière et l'accès de face au siège du passager. 1) Tricycle vehicle, motorized, streamlined and tiltable, characterized by a chassis with two sandwich floors (11,12) connected by metal structures, chassis supporting a passenger compartment comprising a fixed rear part (52), and a tilt-and-slide front part (51), this movement allowing access, standing, on the right or left side of the vehicle without door travel and front access to the passenger seat. 2) Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une partie avant (51), d'une part équipée soit de deux glissières latérales coulissant sur des galets fixés sur le plancher avant du châssis, soit équipée de deux galets coulissant dans des glissières fixées sur le plancher avant du châssis, et d'autre part équipée d'un panneau articulé (57) suivant un axe transversal et fixé sur la colonne de direction (21), et une partie arrière (52) fixée sur le châssis, cette partie pouvant comporter des parties ouvrantes et/ou des parties amovibles et pouvant réunir l'espace passager et l'espace coffre dans un même volume ou dans deux volumes séparés.  2) Vehicle according to claim 1, characterized in that it comprises a front part (51), on the one hand equipped either with two lateral slides sliding on rollers fixed on the front floor of the chassis, or equipped with two sliding rollers in slides fixed on the front floor of the chassis, and on the other hand equipped with an articulated panel (57) along a transverse axis and fixed on the steering column (21), and a rear part (52) fixed on the chassis, this part being able to comprise opening parts and / or removable parts and being able to unite the passenger space and the boot space in the same volume or in two separate volumes. 3) Véhicule selon la revendication 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte dans la structure de la colonne de direction un espace susceptible de recevoir un réservoir de carburant, dans le volume commun aux deux planchers un espace susceptible de recevoir des batteries électriques, et entre les bras arrières motorisés oscillants un espace susceptible de recevoir l'organe de motorisation.  3) Vehicle according to claim 1 and 2, characterized in that it comprises in the structure of the steering column a space capable of receiving a fuel tank, in the volume common to the two floors a space capable of receiving electric batteries , and between the oscillating motorized rear arms a space capable of receiving the motorization member. 4) Véhicule suivant les revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'inclinaison (4) muni de 2 capteurs de pression (30g, 30d) placés entre les extrémités latérales des axes d'articulation des bras moteurs oscillants arrière (3g, 3d) et les butées fixées sur le châssis, la différence des courants générés par ces capteurs actionnant simultanément les bras moteurs oscillants arrière par l'intermédiaire d'une électronique (32,33), d'un moteur électrique (31) et de 2 vérins mécaniques à vis (34g, 34d) associés à la suspension arrière, ce dispositif permettant de compenser de façon intégrée les efforts transversaux dus à l'accélération centrifuge, la pression aérodynamique et le dévers de chaussée.  4) Vehicle according to claims 1 to 3, characterized in that it comprises an inclination device (4) provided with 2 pressure sensors (30g, 30d) placed between the lateral ends of the articulation axes of the oscillating motor arms rear (3g, 3d) and the stops fixed on the chassis, the difference of the currents generated by these sensors simultaneously actuating the rear oscillating motor arms via electronics (32,33), an electric motor (31 ) and 2 mechanical screw jacks (34g, 34d) associated with the rear suspension, this device making it possible to compensate in an integrated manner for transverse forces due to centrifugal acceleration, aerodynamic pressure and the road surface. 5) Véhicule suivant les revendications 1et 4, caractérisé en ce que le dispositif de compensation d'efforts transversaux peut actionner une alarme visuelle ou/et sonore pour prévenir le pilote qu'il est entré dans la zone de sécurité avant basculement du véhicule ou/et actionner une limitation automatique de vitesse pour limiter en particulier la composante centrifuge.  5) Vehicle according to claims 1 and 4, characterized in that the transverse force compensation device can activate a visual or / and audible alarm to warn the pilot that he has entered the safety zone before the vehicle is tilted or / and activate an automatic speed limitation to limit in particular the centrifugal component. 6) Véhicule suivant les revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un siège coquille (8) maintenant le passager à l'intérieur de son volume par une ceinture de sécurité, basculant vers l'avant en cas de choc frontal et retenu par un amortisseur de choc à cisaillement (9), amortisseur réglable pour un amortissement optimum du choc, en fonction du poids du passager. 6) Vehicle according to claims 1 to 4, characterized in that it comprises a shell seat (8) holding the passenger inside its volume by a seat belt, tilting forward in the event of a frontal impact and retained by a shear shock absorber (9), adjustable shock absorber for optimum shock absorption, depending on the weight of the passenger.
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