FR2960158A1

FR2960158A1 - Modeling vehicle i.e. modeling car, for e.g. use during racing on track, has motor and output shaft maintained in position with respect to each other by baseplate and fixed with each other such that main axes of motor and shaft are coplanar

Info

Publication number: FR2960158A1
Application number: FR1053997A
Authority: FR
Inventors: Thierry Chevrot
Original assignee: MIOLLIS STEPHANE DE
Current assignee: COURSE EN COURS, FR
Priority date: 2010-05-21
Filing date: 2010-05-21
Publication date: 2011-11-25
Anticipated expiration: 2030-05-21
Also published as: FR2960158B1

Abstract

The vehicle has an electric motor (20) and an output shaft adapted for rotation of wheels. The motor and the output shaft are maintained in a position with respect to each other by a monoblock baseplate utilized as a frame of a vehicle. The motor and the output shaft are fixed with each other such that main axes of the motor and the output shaft are coplanar and convergent. The baseplate is made of aluminum alloy. A processor (60) is adapted to communicate with a computer (70) external to the vehicle.

Description

L'invention concerne les véhicules de modélisme, notamment à échelle comprise entre 1/43 et 1/10. Plus précisément, l'invention concerne les véhicules de modélisme destinés au grand public (loisirs haute technologie) et public éducatif (support pédagogique scientifique) désirant faire de la compétition sportive mécanique zéro émission à performances au moins équivalentes. Dans le domaine éducatif, il a déjà été proposé de mettre en oeuvre une voiture à échelle 1/18 sur laquelle des élèves travaillent pendant une période déterminée, typiquement une année scolaire, afin de découvrir et mettre en application leurs cours de sciences et technologie (mécanique, aérodynamique, mécatronique, frottements, efforts, vitesse, puissance, informatique, etc.). Cette voiture est propulsée par une cartouche à gaz qui lui fournit une grande puissance et lui permet d'atteindre des vitesses de l'ordre de 16 m/s. The invention relates to model-making vehicles, especially at a scale of between 1/43 and 1/10. More specifically, the invention relates to model vehicles for the general public (high-tech leisure) and educational public (scientific teaching support) wishing to make the mechanical sports competition zero emission performance at least equivalent. In the field of education, it has already been proposed to implement a car 1/18 scale on which students work for a period, typically a school year, to discover and implement their science and technology courses ( mechanics, aerodynamics, mechatronics, friction, effort, speed, power, computing, etc.). This car is powered by a gas cartridge that provides great power and allows it to reach speeds of the order of 16 m / s.

Dans le domaine du modélisme grand public, et notamment des courses de dragster sur pistes droites, on connaît principalement des voitures alimentées en énergie électrique par l'intermédiaire d'un fil conducteur posé sur la piste. L'inconvénient de tels véhicules est qu'ils ne sont pas autonomes, présentent des performances qui ne sont pas comparables avec celle des dragsters à échelle 1 et qu'ils nécessitent la mise en oeuvre de pistes spécifiques permettant de les alimenter en énergie électrique. En effet, de nos jours, les véhicules électriques de modélisme de sont pas adaptés pour fournir une puissance suffisante pour égaler les performances des dragsters utilisés sur piste étant donnée la taille des véhicules. Pourtant, la tendance actuelle étant à la sauvegarde de l'environnement, il est devenu nécessaire de proposer des véhicules zéro émission tout en maintenant, voire augmentant, les niveaux de performance des véhicules en matière de puissance et de vitesse. Or aucun véhicule de modélisme aujourd'hui n'est adapté pour subir des sollicitations mécaniques aussi importantes (c'est-à-dire identiques aux sollicitations subies par les dragsters à échelle 1) (par exemple, 60N pour une sollicitation de la liaison avec les jantes, etc.), atteintes lorsque le véhicule atteint environ 30 m/s, qui usent et sollicitent en fatigue les composants du véhicule de manière irréversible dès la deuxième course. In the field of model-making for the general public, and in particular drag racing on straight runways, cars powered by electric power are mainly known by means of a conductor wire placed on the track. The disadvantage of such vehicles is that they are not autonomous, have performance that is not comparable with that of scale 1 dragsters and they require the implementation of specific tracks for the supply of electrical energy. Indeed, nowadays, electric model vehicles are not adapted to provide sufficient power to equal the performance of drag racing used on track given the size of vehicles. However, as the current trend is to safeguard the environment, it has become necessary to offer zero emission vehicles while maintaining, or even increasing, the performance levels of vehicles in terms of power and speed. However, no model vehicle today is adapted to undergo such significant mechanical stresses (that is to say identical to the stresses experienced by scale 1 draggers) (for example, 60N for a solicitation of the link with rims, etc.), reached when the vehicle reaches about 30 m / s, which wear and fatigue the vehicle components irreversibly in the second race.

Un premier objectif de l'invention est donc de proposer un véhicule de modélisme à énergie électrique dont les performances en vitesse, réactivité, résistance aux sollicitations mécaniques dues aux fortes accélérations, etc. soient au moins aussi importantes que celles des dragsters actuels à échelle 1. A first object of the invention is therefore to propose a model vehicle for electric energy whose performance in speed, responsiveness, resistance to mechanical stress due to strong accelerations, etc. at least as important as those of current scale 1 draggers.

De manière secondaire, l'invention a également pour objet de proposer un véhicule de modélisme à énergie électrique autonome et qui soit indépendant des pistes sur lesquels il est utilisé. Pour cela, l'invention propose un véhicule de modélisme, notamment pour des courses sur piste et/ou adapté pour servir de support pédagogique, comprenant un moteur électrique et un arbre de sortie adapté pour mettre en rotation des roues, dans lequel le moteur et l'arbre de sortie sont mis en position l'un par rapport à l'autre par l'intermédiaire d'une semelle monobloc servant de bâti au véhicule et fixant en position dans l'espace le moteur et l'arbre l'un par rapport à l'autre, de sorte que les axes principaux du moteur et de l'arbre de sortie sont coplanaires et concourants. Certains aspects préférés mais non limitatifs de l'invention sont les suivants : - la semelle est réalisée dans un alliage d'aluminium ; - le véhicule comprend en outre un processeur adapté pour appliquer au moteur un profil temporel de puissance électrique déterminant le couple que doit fournir le moteur à un instant donné ; - le processeur est adapté pour communiquer avec un ordinateur externe au véhicule ; - le véhicule comprend en outre un capteur magnétique adapté pour coopérer avec des éléments magnétiques intégrés à la piste, et ledit processeur est adapté pour appliquer le profil temporel de puissance au moteur lorsqu'il détecte l'élément magnétique de la piste par l'intermédiaire du capteur magnétique ; - le véhicule comprend en outre des moyens d'armement permettant au processeur de détecter l'élément magnétique ; - le véhicule comprend en outre un accumulateur Lithium-ion Polymère (Li-Po) ; - le moteur développe une puissance au moins égale à 170 Watt ; - l'arbre de sortie des roues comprend des méplats adaptés pour coopérer avec un alésage et une rainure complémentaires d'une jante ; - le véhicule comprend en outre des capteurs adaptés pour déterminer la vitesse de rotation d'une roue et/ou la vitesse de rotation du moteur, et/ou la tension dans un accumulateur ; et - le véhicule comprend en outre une mémoire adaptée pour mémoriser des paramètres de la course et une mémoire morte pour le driver de 15 commande moteur. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels : 20 La figure 1 représente un exemple d'un véhicule conforme à l'invention ; La figure 2 est un schéma d'une forme de réalisation d'un processeur pouvant être utilisé dans un véhicule conforme à l'invention ; La figure 3 est un exemple de réalisation d'une semelle pour un 25 véhicule conforme à l'invention ; La figure 4 est une forme de réalisation d'une liaison entre un arbre de sortie et une jante, pouvant être mise en oeuvre dans un véhicule conforme à l'invention; et La figure 5 représente des étapes du procédé de pilotage du véhicule 30 conformément à une forme de réalisation de l'invention. In a secondary manner, the object of the invention is also to propose a model vehicle with autonomous electric energy and which is independent of the tracks on which it is used. For this purpose, the invention proposes a model-making vehicle, in particular for races on track and / or adapted to serve as an educational support, comprising an electric motor and an output shaft adapted to rotate wheels, in which the engine and the output shaft are placed relative to one another by means of a one-piece base plate serving as a frame for the vehicle and fixing in position in space the motor and the shaft, one for each to the other, so that the main axes of the motor and the output shaft are coplanar and concurrent. Some preferred but non-limiting aspects of the invention are the following: the sole is made of an aluminum alloy; the vehicle further comprises a processor adapted to apply to the engine a time profile of electrical power determining the torque that the engine must provide at a given instant; the processor is adapted to communicate with a computer external to the vehicle; the vehicle further comprises a magnetic sensor adapted to cooperate with magnetic elements integrated in the track, and said processor is adapted to apply the power temporal profile to the motor when it detects the magnetic element of the track via magnetic sensor; the vehicle further comprises arming means enabling the processor to detect the magnetic element; the vehicle further comprises a lithium-ion polymer accumulator (Li-Po); the engine develops a power of at least 170 watts; - The output shaft of the wheels comprises flats adapted to cooperate with a bore and a groove complementary to a rim; the vehicle further comprises sensors adapted to determine the speed of rotation of a wheel and / or the speed of rotation of the motor, and / or the voltage in an accumulator; and the vehicle further comprises a memory adapted to store stroke parameters and a read-only memory for the engine control driver. Other features, objects and advantages of the present invention will appear better on reading the detailed description which follows, and with reference to the appended drawings given by way of non-limiting example and in which: FIG. 1 represents an example a vehicle according to the invention; Figure 2 is a diagram of an embodiment of a processor for use in a vehicle according to the invention; Figure 3 is an exemplary embodiment of a sole for a vehicle according to the invention; Figure 4 is an embodiment of a connection between an output shaft and a rim, which can be implemented in a vehicle according to the invention; and Fig. 5 shows steps of the vehicle driving method according to one embodiment of the invention.

On a représenté sur la figure 1 un véhicule 1 conforme à la présente invention. Le véhicule 1 comprend notamment une semelle 10 servant de bâti sur lequel sont montées des roues 11, de préférence au nombre de quatre, ainsi qu'une carrosserie 12 constituant avec le bâti un habitacle fermé. La semelle 10 supporte un moteur électrique 20, relié à un accumulateur 30, et qui fournit un couple à un arbre de sortie 40 du moteur. Avantageusement, l'arbre moteur 40 est directement connecté aux jantes 44 des roues 11 afin de réduire l'encombrement au sein de l'habitacle 12. There is shown in Figure 1 a vehicle 1 according to the present invention. The vehicle 1 includes a sole 10 serving as a frame on which are mounted wheels 11, preferably four in number, and a body 12 constituting with the frame a closed cabin. The sole 10 supports an electric motor 20, connected to an accumulator 30, and which provides a torque to an output shaft 40 of the engine. Advantageously, the motor shaft 40 is directly connected to the rims 44 of the wheels 11 in order to reduce the space requirement within the passenger compartment 12.

Par ailleurs, afin d'optimiser la transmission de l'effort entre l'arbre 40 de sortie et les jantes 44, les Demandeurs ont modifié les moyens de connexion des jantes 44 sur l'arbre 40. Pour cela, et comme visible sur la figure 4, l'arbre 40 est formé d'au moins un méplat 41, de préférence deux, adapté pour recevoir un alésage de la jante pourvu d'une rainure 43 à sont extrémité. De la sorte, la connexion des jantes 44 sur les extrémités correspondantes de l'arbre 40 garantit une transmission optimale du couple de l'arbre 40 aux jantes 44 du véhicule 1. Le choix du moteur 420 influe sur le niveau de performance du véhicule 1. On cherche en effet à atteindre une accélération de l'ordre de 20 m/s2 pour atteindre une vitesse finale de l'ordre de 30 m/s au bout de deux secondes de course, sachant que la vitesse initiale (sur la ligne de départ de une piste P) est nulle. Pour un rayon des roues 11 de 25 mm et un réducteur de rapport égal à 2, on obtient donc une vitesse de rotation des roues de 11 500 tr/mn (ou 1150 rpm/v) et une vitesse de rotation du moteur de 23000 tr/mn. On choisit donc un moteur électrique (alimenté avec une tension de 10V) ayant des caractéristiques comprises entre 20 000 et 30 000 tr/mn (2000 à 3000 rpm/v) et pouvant fournir une puissance de l'ordre de 170 W. Le choix des composants est réalisé en fonction de leur fonctionnalité, de leur disponibilité, de leur prix et de leur encombrement. Moreover, in order to optimize the transmission of the force between the output shaft 40 and the rims 44, the Applicants have modified the connecting means of the rims 44 on the shaft 40. For this, and as visible on the 4, the shaft 40 is formed of at least one flat 41, preferably two, adapted to receive a bore of the rim provided with a groove 43 at its end. In this way, the connection of the rims 44 on the corresponding ends of the shaft 40 ensures optimum transmission of the torque of the shaft 40 to the rims 44 of the vehicle 1. The choice of the engine 420 influences the level of performance of the vehicle 1 It is indeed sought to achieve an acceleration of the order of 20 m / s 2 to reach a final speed of the order of 30 m / s after two seconds of travel, given that the initial speed (on the line of departure from a track P) is zero. For a wheel radius 11 of 25 mm and a ratio reducer equal to 2, a wheel rotation speed of 11,500 rpm (or 1150 rpm / v) and a motor rotation speed of 23,000 rpm are thus obtained. / min. We therefore choose an electric motor (powered with a voltage of 10V) with characteristics between 20 000 and 30 000 rpm (2000 to 3000 rpm / v) and can provide a power of the order of 170 W. The choice components are made based on their functionality, availability, price, and size.

Ici, le moteur 20 est un moteur électrique du type sans balais (« brushless » ou anglais) (ou synchrone à aimant) tri-phasé. Il permet d'atteindre une puissance d'environ 0,6 ch/kg. Avantageusement, l'accumulateur 30 est capable de fournir un courant de décharge d'au moins 10A pendant deux secondes (durée de la course sur la piste P), soit 2.8 mAh, afin d'alimenter suffisamment le moteur en énergie, tout en ayant un encombrement et un poids limité. Il peut être chargé par l'intermédiaire d'un chargeur périphérique, branché par exemple en liaison série sur port USB 64 (universal serial bus, pour bus série universel en français) ; selon une forme de réalisation, le moteur 20 est inactif tant que le chargeur est connecté sur le port USB 64 du véhicule 1. Ici, l'accumulateur 30 est un bloc d'accumulateurs lithium-ion polymère, par exemple un boc de batteries 1600 25C-11.1V de la société NOSRAM VTECH, associé à un chargeur à tension courante. Here, the motor 20 is an electric motor type brushless ("brushless" or English) (or synchronous magnet) three-phase. It achieves a power of about 0.6 hp / kg. Advantageously, the accumulator 30 is capable of providing a discharge current of at least 10A for two seconds (duration of the race on the track P), ie 2.8 mAh, in order to supply the motor with sufficient energy, while having a footprint and a limited weight. It can be loaded via a peripheral charger, connected for example by serial link to USB 64 (universal serial bus, for universal serial bus in French); according to one embodiment, the motor 20 is inactive as long as the charger is connected to the USB port 64 of the vehicle 1. Here, the accumulator 30 is a lithium-ion polymer battery pack, for example a 1600 battery pack. 25C-11.1V from the company NOSRAM VTECH, associated with a charger with current voltage.

En variante, l'accumulateur 30 peut être du type lithium-ion (par exemple un bloc d'accumulateurs comprenant trois, de préférence quatre accumulateurs du type LG-Chem ICR18660H, un assemblage d'accumulateurs lithium-ion du type MP144350 de la société SAFT ou encore des batteries haute puissance BOSCH), associé à un chargeur à tension courante, Selon une autre variante, l'accumulateur 30 peut être une batterie plomb-calcium (par exemple une batterie plomb Yuasa NP1.2-12, qui est de faible coût et très compacte) ou une batterie plomb-étain (par exemple un bloc assemblé à partir de six cellules plomb-étain Enersys CYCLON D-cell (2V ; 2.5A) - 0810-0004, ou un bloc assemblé 2x3 cellules Enersys CYCLON (12V ; 2.5Ah) - 0819-0020), associée avec un chargeur à courant constant ou à tension constante. Il peut également s'agir d'une batterie cadmium- nickel (par exemple la batterie N-1300SCRT de la société SANYO, associée à un chargeur à courant constant), d'une batterie nickel-métal hybride (par exemple du type de l'accumulateur HHR-250SCH de la société PANASONIC, associée à un chargeur à courant constant), ou encore d'une batterie nickel-zinc. Dans cette forme de réalisation, le moteur 20 est positionné selon un axe principal longitudinal par rapport à la direction de déplacement du véhicule, tandis que l'axe principal de son arbre de sortie 40 est transversal par rapport à cette même direction. Le couple moteur est transmis à l'arbre moteur 40 par l'intermédiaire d'un renvoi d'angle 50. Selon une forme de réalisation, le renvoi d'angle 50 est constitué de deux pignons coniques 51, 52 en contact l'un avec l'autre au niveau de leur cône primitif respectif. Afin d'optimiser la transmission du couple entre le moteur 20 et l'arbre de sortie 40, les cônes primitifs des pignons 51, 52 doivent être positionnés de sorte que leur contact soit parfait. Par ailleurs, il est important que les axes du moteur 20 et de l'arbre de sortie 40 doivent être parfaitement coplanaires et concourants (au centième de millimètre près) afin de réduire au maximum les vibrations qui risquent d'user et de solliciter en fatigue les différents composants du véhicule 1. Il est important de noter que les voitures de modélisme conventionnelles ne sont pas dimensionnées ni adaptées pour résister mécaniquement à des accélérations et efforts dynamiques aussi importants que celles que le véhicule selon l'invention peut atteindre. Il peut donc y avoir éventuellement des jeux entre les différents composants de la voiture sans que cela ne pose de problèmes mécaniques lors de l'utilisation du véhicule, même au niveau de la transmission de puissance du moteur aux roues. Les Demandeurs ont en effet remarqué qu'un véhicule conventionnel fatiguait dès la deuxième course lorsque le moteur était à pleine puissance (jusqu'à 150W et plus) et que les roues 11 étaient sollicitées par un couple de l'ordre de 11 500 tr/m, rendant ainsi le véhicule inutilisable dans les courses futures. Ils ont donc cherché à réaliser un véhicule adapté pour résister à de telles sollicitations en modifiant la structure même du véhicule 1. As a variant, the accumulator 30 may be of the lithium-ion type (for example an accumulator unit comprising three, preferably four accumulators of the LG-Chem ICR18660H type, a lithium-ion accumulator assembly of the MP144350 type of the company. SAFT or BOSCH high power batteries), associated with a current voltage charger, According to another variant, the accumulator 30 may be a lead-calcium battery (for example a lead battery Yuasa NP1.2-12, which is low cost and very compact) or a lead-tin battery (eg a block assembled from six Enersys CYCLON D-cell lead-tin cells (2V; 2.5A) - 0810-0004, or an assembled 2x3-cell Enersys CYCLON block (12V, 2.5Ah) - 0819-0020), associated with a constant current or constant voltage charger. It can also be a cadmium-nickel battery (for example the N-1300SCRT battery from the SANYO company, associated with a constant current charger), a nickel-metal hybrid battery (for example the type of battery). HHR-250SCH accumulator from the company PANASONIC, associated with a constant current charger), or a nickel-zinc battery. In this embodiment, the motor 20 is positioned along a longitudinal principal axis with respect to the direction of movement of the vehicle, while the main axis of its output shaft 40 is transverse relative to this same direction. The driving torque is transmitted to the motor shaft 40 via a bevel gear 50. According to one embodiment, the bevel gear 50 consists of two bevel gears 51, 52 in contact with one another. with each other at their respective primitive cone. In order to optimize the transmission of torque between the motor 20 and the output shaft 40, the pitch cones of the pinions 51, 52 must be positioned so that their contact is perfect. Furthermore, it is important that the axes of the motor 20 and of the output shaft 40 must be perfectly coplanar and concurrent (to the nearest hundredth of a millimeter) in order to minimize the vibrations that may wear out and strain in fatigue. The various components of the vehicle 1. It is important to note that conventional model cars are not dimensioned or adapted to mechanically withstand dynamic acceleration and forces as important as those that the vehicle according to the invention can achieve. There may therefore be games between the various components of the car without this posing any mechanical problems when using the vehicle, even at the level of power transmission from the engine to the wheels. The Applicants have indeed noticed that a conventional vehicle tired in the second race when the engine was at full power (up to 150W and more) and the wheels 11 were solicited by a torque of about 11 500 tr / m, thus rendering the vehicle unusable in future races. They have therefore sought to achieve a vehicle adapted to withstand such stresses by changing the structure of the vehicle 1.

Pour cela, les inventeurs ont remplacé le bâti traditionnel du véhicule, composé de plusieurs éléments assemblés entre eux par soudage, collage, correspondance de forme, etc. par une semelle 10 monobloc, usinée en une fois de manière à positionner géométriquement le moteur 20, l'arbre de sortie 40 et les pignons 51, 52 les uns par rapport aux autres avec une grande précision, typiquement de l'ordre du centième de millimètre. For this, the inventors have replaced the traditional frame of the vehicle, consisting of several elements assembled together by welding, gluing, shape matching, etc. by a one-piece soleplate 10, machined at one time so as to geometrically position the motor 20, the output shaft 40 and the pinions 51, 52 with respect to one another with great precision, typically of the order of a hundredth of millimeter.

La semelle 10 peut en outre être réalisée dans un matériau rigide, de sorte que les éléments 20, 40, 50 qu'elle supporte soient maintenu dans leur position d'origine malgré les diverses sollicitations reçues lors de son utilisation. Par exemple, la semelle 10 est réalisée dans un alliage d'aluminium du type 5083 ou tout autre alliage haute performance. De part la structure monobloc et la rigidité de la semelle 10, la précision du positionnement du moteur 20, de l'arbre de sortie 40 et des pignons 51, 52 est égale à la précision de fabrication de la machine utilisée pour la fabriquer. Il devient possible de s'affranchir des erreurs de précision dues au jeu existant entre les différents composants constituant généralement les semelles des voitures conventionnelles. Une semelle 10 conforme à l'invention peut ainsi utilisée dans un véhicule 1 pendant des dizaines de courses d'affilée, malgré les sollicitations intenses qu'elle reçoit lors des fortes accélérations du véhicule 1. The sole 10 may also be made of a rigid material, so that the elements 20, 40, 50 it supports are maintained in their original position despite the various stresses received during its use. For example, the sole 10 is made of a type 5083 aluminum alloy or any other high performance alloy. Due to the one-piece structure and the rigidity of the soleplate 10, the positioning accuracy of the motor 20, the output shaft 40 and the pinions 51, 52 is equal to the manufacturing precision of the machine used to manufacture it. It becomes possible to overcome accuracy errors due to the existing gap between the various components generally constituting the soles of conventional cars. A sole 10 according to the invention can thus be used in a vehicle 1 during dozens of races in a row, despite the intense stresses it receives during heavy acceleration of the vehicle 1.

Selon une forme de réalisation, le véhicule 1 est autonome et comprend un processeur 60 adapté pour piloter le moteur 20. Le processeur 60 est par exemple une carte électronique comprenant un microcontrôleur 61 adapté pour communiquer avec un driver 62 du moteur 20. En particulier, la carte électronique 60 peut modifier ou bloquer le sens de rotation du moteur 20 ainsi que le couple moteur, afin de freiner le véhicule 1, et peut également mesurer la vitesse de rotation du moteur 20. La carte électronique 20 est en outre connectée avec des moyens d'interface avec l'utilisateur, par exemple par l'intermédiaire d'un port USB 64 ou de toute interface équivalente, avec ou sans fil. Il est ainsi possible de charger 100 dans la carte électronique 60 une cartographie de la puissance du moteur 20, c'est-à-dire un profil temporel de puissance électrique du moteur 20 déterminant le couple que doit fournir le moteur 20 entre le départ et l'arrivée du véhicule 1. La cartographie est enregistrée de préférence dans une mémoire non volatile de la carte électronique 60. Par exemple, un utilisateur peut programmer la cartographie du moteur sur un ordinateur 70 de manière à optimiser l'accroche des roues 11 sur la piste P en fonction de l'adhérence des roues 11 à la piste P, du poids du véhicule 1, etc. de sorte que le véhicule 1 franchisse le plus rapidement possible la ligne d'arrivée. Il peut alors charger 100 la cartographie par l'intermédiaire de la connexion USB 64 dans la mémoire, de sorte que le véhicule 1 est commandé 400 de manière autonome par la carte électronique 60. Le véhicule 1 peut en outre comporter un certain nombre de capteurs 63 permettant de déterminer divers paramètres du véhicule 1 tels que la vitesse de rotation des roues 11, la vitesse de rotation du moteur 20, le niveau de charge de l'accumulateur 30, l'état d'une connexion à un ordinateur 70 via le port USB 64, etc. ainsi qu'un capteur magnétique 63'. Ces paramètres sont ensuite enregistrés dans la mémoire. Par exemple, les paramètres de la loi de commande du moteur 20 (cartographie moteur), le temps de sécurité, la distance de course en mode autonome, ou encore les statistiques de la dernière course (temps, vitesse de rotation du moteur, etc.) peuvent être stockés dans une mémoire flash jusqu'à leur transfert par voie USB (ou équivalent) vers l'ordinateur n'a pas été fait. Le driver de commande du moteur 12 quant à lui est stocké dans la mémoire non volatile. Le capteur magnétique 63' peut alors servir au démarrage et à l'arrêt du véhicule 1 sur la piste P. Pour cela, la piste P doit être munie d'un premier élément magnétique A disposé sur la ligne de départ de la course, ainsi que d'un deuxième élément magnétique A' (non illustré sur les figures) disposé sur la ligne d'arrivée. Les éléments magnétiques A, A' peuvent notamment être des aimants, et peuvent être fixés de manière temporaire ou amovible sur la piste P. According to one embodiment, the vehicle 1 is autonomous and comprises a processor 60 adapted to drive the engine 20. The processor 60 is for example an electronic card comprising a microcontroller 61 adapted to communicate with a driver 62 of the engine 20. In particular, the electronic card 60 can modify or block the direction of rotation of the motor 20 as well as the engine torque, in order to brake the vehicle 1, and can also measure the speed of rotation of the engine 20. The electronic card 20 is further connected with means for interfacing with the user, for example via a USB port 64 or any equivalent interface, with or without a wire. It is thus possible to load 100 in the electronic card 60 a map of the power of the engine 20, that is to say a time profile of electric power of the engine 20 determining the torque that the motor 20 must supply between the start and the arrival of the vehicle 1. The map is preferably stored in a non-volatile memory of the electronic card 60. For example, a user can program the mapping of the engine on a computer 70 so as to optimize the grip of the wheels 11 on the track P depending on the adhesion of the wheels 11 to the track P, the weight of the vehicle 1, etc. so that the vehicle 1 crosses the finish line as quickly as possible. It can then load 100 the mapping via the USB connection 64 in the memory, so that the vehicle 1 is controlled 400 autonomously by the electronic card 60. The vehicle 1 may further comprise a number of sensors 63 to determine various parameters of the vehicle 1 such as the speed of rotation of the wheels 11, the speed of rotation of the motor 20, the level of charge of the accumulator 30, the state of a connection to a computer 70 via the USB port 64, etc. as well as a magnetic sensor 63 '. These parameters are then saved in the memory. For example, the parameters of the engine control law 20 (engine mapping), the safety time, the race distance in autonomous mode, or the statistics of the last race (time, speed of rotation of the engine, etc.). ) can be stored in flash memory until transferred via USB (or equivalent) to the computer has not been done. The driver of the motor 12 meanwhile is stored in the non-volatile memory. The magnetic sensor 63 'can then be used to start and stop the vehicle 1 on the track P. For this, the track P must be provided with a first magnetic element A disposed on the start line of the race, and than a second magnetic element A '(not shown in the figures) arranged on the finish line. The magnetic elements A, A 'can in particular be magnets, and can be fixed temporarily or removably on the P-track.

Le capteur magnétique 63' est positionné sur le véhicule 1 de manière à pouvoir détecter 300, 500 le champ magnétique généré par les aimants A, A' lorsqu'il passe à proximité de ceux-ci sur la piste P. La détection du champ magnétique de l'aimant A placé sur la ligne de départ (respectivement d'arrivée) déclenche alors le départ 400 (respectivement l'arrêt 600) du véhicule 1. On peut ainsi garantir que ce sont donc bien les performances des véhicules 1 et leurs cartographies qui sont comparées, puisque l'ensemble des véhicules 1 de la course démarre en même temps, indépendamment des temps de réaction des utilisateurs. The magnetic sensor 63 'is positioned on the vehicle 1 so as to be able to detect 300, 500 the magnetic field generated by the magnets A, A' when it passes close to them on the track P. The detection of the magnetic field the magnet A placed on the starting line (respectively arrival) then triggers the start 400 (respectively stop 600) of the vehicle 1. It can thus be guaranteed that it is therefore the performance of vehicles 1 and their maps which are compared, since all the vehicles 1 of the race start at the same time, regardless of the reaction times of the users.

Le véhicule 1 peut en outre être équipé d'un système d'armement 65 de la carte électronique 60, afin de contrôler 200 la prise en compte de la détection du champ par ladite carte 60. De la sorte, même si le capteur magnétique 63' détecte la présence de l'aimant A sur la ligne de départ, la carte électronique 60 ne déclenche le démarrage du moteur 20 qu'à partir du moment où le système d'armement 65 l'autorise à tenir compte de cette détection. On peut ainsi éviter des départs intempestifs du véhicule 1 à chaque détection d'un champ magnétique parasite. Par exemple, le système d'armement 65 peut être un bouton poussoir. La mise en oeuvre d'éléments magnétiques A, A' sur la piste P au niveau du départ et de l'arrivée de la course permet à la carte électronique 60 d'effectuer un certain nombre de mesures. Par exemple, elle rend possible le chronométrage de la course par le véhicule 1 lui-même (déclenché et arrêté par le passage à proximité des éléments magnétiques A, A', et ayant une précision de l'ordre du millième de seconde), l'estimation de la vitesse d'arrivée (par la détermination de la vitesse de rotation des roues 11 (en tr/min), en admettant qu'à la fin de la course, le véhicule 1 est en adhérence avec la piste P), etc. En variante, le véhicule 1 est démarré non pas par la détection d'un élément magnétique A, A' sur la piste P mais par des moyens de commande actionnables par l'utilisateur, par exemple une télécommande. The vehicle 1 may also be equipped with an arming system 65 of the electronic card 60, in order to control 200 the taking into account of the detection of the field by said card 60. In this way, even if the magnetic sensor 63 detects the presence of the magnet A on the start line, the electronic card 60 triggers the start of the motor 20 only from the moment when the arming system 65 allows it to take this detection into account. It is thus possible to avoid inadvertent departures of the vehicle 1 at each detection of a parasitic magnetic field. For example, the cocking system 65 may be a push button. The implementation of magnetic elements A, A 'on the track P at the start and the arrival of the race allows the electronic card 60 to perform a number of measurements. For example, it makes possible the timing of the race by the vehicle 1 itself (triggered and stopped by passing near the magnetic elements A, A ', and having a precision of the order of one thousandth of a second), l estimation of the speed of arrival (by determining the speed of rotation of the wheels 11 (in rpm), assuming that at the end of the race, the vehicle 1 is in adhesion with the track P), etc. Alternatively, the vehicle 1 is started not by the detection of a magnetic element A, A 'on the track P but by control means operable by the user, for example a remote control.

Optionnellement, la carte électronique 60 peut également être programmée afin de ramener automatiquement le véhicule 1 vers le départ (ou tout autre lieu d'intérêt) une fois que celui-ci a franchi la ligne d'arrivée. Par exemple, la détection de l'élément magnétique A' sur la ligne d'arrivée peut déclencher une temporisation (afin notamment de sauvegarder les statistiques de la course dans la mémoire flash de la carte électronique 60), puis le retour du véhicule 1 en marche arrière jusqu'à la détection de l'élément magnétique A sur la ligne de départ (la piste P étant généralement rectiligne). Le véhicule 1 attend alors d'être réarmé par le système d'armement 65 avant de prendre en compte toute détection de champ magnétique (pour déclencher le redémarrage). Par ailleurs, la présence d'un port USB 64 sur le véhicule 1 permet une communication bidirectionnelle entre la carte électronique 60 et l'ordinateur 70 de l'utilisateur. En effet, en plus de permettre le chargement de la cartographie dans la mémoire volatile de la carte électronique 60 et la recharge électrique de l'accumulateur 30, le port USB 64 permet la connexion du véhicule 1 à l'ordinateur 70 afin de transmettre les informations collectées par exemple par les différents capteurs (chronométrage de la course, vitesse maximale atteinte, état de l'accumulateur 30 par l'intermédiaire d'une mesure de tension 66, etc.). Optionnellement, le véhicule peut en outre comporter des moyens de signalement 67, par exemple une ou plusieurs diodes électroluminescentes (LED), indiquant à l'utilisateur le niveau de charge de l'accumulateur 30. Selon une forme de réalisation, les moyens de signalement 66 sont ont la forme d'une LED rouge, positionnée sur une face du véhicule 1, par exemple la face arrière. La LED rouge peut par exemple être allumée de manière fixe lorsque le moteur 20 est alimenté par l'accumulateur 30 et que son niveau de charge est suffisant, clignoter rapidement lorsque son niveau de charge est insuffisant, et enfin lentement lorsque l'accumulateur 30 est alimenté par l'intermédiaire du port USB 64 (le moteur étant alors éteint). Optionally, the electronic card 60 can also be programmed to automatically return the vehicle 1 to the start (or any other place of interest) once it has crossed the finish line. For example, the detection of the magnetic element A 'on the finish line may trigger a timer (in particular to save the statistics of the race in the flash memory of the electronic card 60), then the return of the vehicle 1 to reversing until the magnetic element A is detected on the start line (the track P being generally rectilinear). The vehicle 1 then waits to be reset by the cocking system 65 before taking into account any magnetic field detection (to trigger the restart). Moreover, the presence of a USB port 64 on the vehicle 1 allows bi-directional communication between the electronic card 60 and the computer 70 of the user. Indeed, in addition to enabling the mapping in the volatile memory of the electronic card 60 and the electrical charging of the accumulator 30, the USB port 64 allows the connection of the vehicle 1 to the computer 70 to transmit the information collected for example by the various sensors (stroke timing, maximum speed reached, state of the accumulator 30 via a voltage measurement 66, etc.). Optionally, the vehicle may further comprise signaling means 67, for example one or more light-emitting diodes (LEDs), indicating to the user the charge level of the accumulator 30. According to one embodiment, the signaling means 66 are in the form of a red LED, positioned on a face of the vehicle 1, for example the rear face. The red LED may for example be lit steadily when the motor 20 is powered by the accumulator 30 and that its charge level is sufficient, flash quickly when its charge level is insufficient, and finally slowly when the accumulator 30 is powered via USB 64 (the engine is then off).

Le véhicule 1 peut en outre comprendre au moins une LED 67 supplémentaire, par exemple de couleur verte, qui clignote lorsque le véhicule 1 est armé et prêt à rouler, est allumée de manière fixe lorsque le véhicule est en mouvement (par exemple pendant la course), et est éteinte dans les autres cas (par exemple lorsque le véhicule 1 est à l'arrêt et que le système d'armement 65 n'a pas été actionné). Les LED 67 utilisée peuvent par exemple être des LED coudées de 3 mm à faible consommation d'énergie (de l'ordre de 2 mA). Par ailleurs, elles sont commandées de préférence par le microcontrôleur 61 de la carte électronique 60, et sont actives par exemple lorsqu'elles sont à l'état bas. Selon une forme de réalisation, la carte électronique 60 peut être divisée en deux parties, une partie principale 60a comprenant les moyens d'alimentation, le microcontrôleur 61 et les moyens de commande (driver 62) du moteur 50, et une partie secondaire 60b comprenant le connecteur USB 64, le système d'armement 65 et les LED 67. Pour cela, les deux parties 60a, 60b de la carte 60 sont reliées entre elles par une nappe souple et sont connectées à ladite nappe par l'intermédiaire de connecteurs. En variante, les deux parties 60a, 60b sont reliées ente elles par l'intermédiaire d'un circuit flexible sur lequel elles sont soudées par le biais de deux connecteurs. The vehicle 1 may further comprise at least one additional LED 67, for example of green color, which flashes when the vehicle 1 is armed and ready to roll, is lit in a fixed manner when the vehicle is in motion (for example during the race ), and is extinguished in other cases (for example when the vehicle 1 is stopped and the arming system 65 has not been actuated). The LEDs 67 used can for example be 3 mm angled LEDs with low power consumption (of the order of 2 mA). Furthermore, they are preferably controlled by the microcontroller 61 of the electronic card 60, and are active for example when they are in the low state. According to one embodiment, the electronic card 60 can be divided into two parts, a main part 60a comprising the power supply means, the microcontroller 61 and the control means (driver 62) of the motor 50, and a secondary part 60b comprising the USB connector 64, the cocking system 65 and the LEDs 67. For this, the two parts 60a, 60b of the card 60 are interconnected by a flexible sheet and are connected to said sheet by means of connectors. Alternatively, the two parts 60a, 60b are connected together via a flexible circuit on which they are welded through two connectors.

On obtient alors un véhicule 1 de modélisme, par exemple à échelle 1/12, capable d'atteindre une vitesse de 30 m/s en deux secondes grâce à un moteur électrique 20 zéro émission tournant à une vitesse d'environ 30 000 tr/mn et atteignant une puissance de 0.6 ch/kg, qui soit capable de résister mécaniquement à de fortes accélérations (de l'ordre de 20 m/s2). We then obtain a model-making vehicle 1, for example at a scale of 1/12, capable of reaching a speed of 30 m / s in two seconds thanks to a zero emission electric motor running at a speed of approximately 30,000 rpm. mn and reaching a power of 0.6 hp / kg, which is capable of mechanically withstanding strong accelerations (of the order of 20 m / s2).

A titre de comparaison, une voiture de formule 1 à combustion thermique présente de manière classique un moteur tournant à 18 000 tr/min, atteint une puissance de l'ordre de 1.1 ch/kg, et monte de 0 à 100km/h en 2.4 secondes. On peut donc dire qu'un véhicule 1 conforme à la présente invention est comparable, en termes de performances, à une formule 1 actuelle, mais n'émet pas de gaz nocifs. By way of comparison, a car of formula 1 with thermal combustion conventionally has an engine running at 18,000 rpm, reaches a power of the order of 1.1 hp / kg, and rises from 0 to 100km / h in 2.4. seconds. It can thus be said that a vehicle 1 according to the present invention is comparable, in terms of performance, to a current formula 1, but does not emit harmful gases.

Le véhicule 1 peut en outre, le cas échéant, être autonome grâce à la mise en oeuvre d'une cartographie moteur appliquée au moteur 20 grâce à un processeur embarqué 60, et réaliser lui-même la mesure de différents paramètres de la courses, en particulier le chronométrage de la course, l'évaluation de sa vitesse à l'arrivée et la mesure de la vitesse de rotation du moteur 20, rendant ainsi le véhicule 1 autonome et indépendant des pistes P spécialisées utilisées généralement dans les courses de dragsters. Un véhicule 1 conforme à l'invention est donc adapté au milieu pédagogique, dans la mesure où il permet à des élèves d'étudier son comportement et d'optimiser ses performances en modifiant des paramètres de sa cartographie moteur, et ce de manière pratique et ludique. The vehicle 1 may furthermore, if necessary, be autonomous thanks to the implementation of an engine mapping applied to the engine 20 by means of an on-board processor 60, and itself carry out the measurement of various parameters of the race, in particular particularly the timing of the race, the evaluation of its speed on arrival and the measurement of the rotational speed of the engine 20, thus making the vehicle 1 autonomous and independent of the specialized P tracks generally used in drag racing. A vehicle 1 according to the invention is therefore adapted to the educational environment, insofar as it allows students to study its behavior and optimize its performance by modifying parameters of its engine mapping, and this in a practical way and playful.

Claims

REVENDICATIONS1. Model-making vehicle (1), particularly for track races (P) and / or adapted to serve as a teaching aid, comprising an electric motor (20) and an output shaft (40) adapted to rotate wheels (11). ), characterized in that the motor (20) and the output shaft (40) are in position relative to each other via a sole (10) integrally used as a frame for the vehicle (1) and locating the motor (20) and the shaft (40) in relative space with respect to each other, so that the main axes of the motor (20) and the output (40) are coplanar and concurrent.

2. Vehicle (1) according to the preceding claim, characterized in that the sole (10) is made of an aluminum alloy.

3. Vehicle (1) according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises a processor (60) adapted to apply to the motor (20) a time profile electrical power determining the torque that must provide the engine (20) at a given moment.

4. Vehicle (1) according to the preceding claim, characterized in that the processor (60) is adapted to communicate with an external computer (70) to the vehicle (1).

5. Vehicle (1) according to one of claims 3 or 4, further comprising a magnetic sensor (63 ') adapted to cooperate with magnetic elements integrated in the track (P), and in that said processor (60) is adapted to apply the power temporal profile to the motor (20) when detecting the magnetic element of the track via the magnetic sensor (63 ').

6. Vehicle (1) according to one of claims 3 to 5, characterized in that it further comprises arming means (65) for the processor to detect the magnetic element.

7. Vehicle (1) according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises a battery (30) lithium-ion polymer (Li-Po).

8. Vehicle (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the motor (20) develops a power of at least 170 Watt.

9. Vehicle (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the wheel output shaft (40) comprises flats (41) adapted to cooperate with a bore (42) and a groove (43) complementary a rim (44).

10. Vehicle (1) according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises sensors (63) adapted to determine the speed of rotation of a wheel and / or the rotational speed of the engine, and / or the voltage in an accumulator.

11. Vehicle (1) according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises a memory adapted to store stroke parameters and a read-only memory for the engine control driver. 15 20 25 30