Brevet FR2798328A1 — publié le 20010316

La présente invention concerne un système de transmission de mouvement pour véhicule à propulsion hybride. Par l'expression propulsion hybride , on entendra dans la présente description, ainsi que dans les revendications qui suivent, une propulsion qui est réalisée à partir d'un moteur thermique et/ou moteur électrique, le véhicule étant équipé de ces deux types de moteur. Le système de transmission qui fait l'objet de l'invention est du type comprenant trois arbres parallèles, qui sont guidés en rotation autour de leur propre à savoir : - un arbre primaire entraîné en rotation par le moteur thermique - un arbre secondaire entraîné en rotation par l'arbre primaire, par l'intermédiaire d'un variateur de vitesse ; - un arbre tertiaire entraîné en rotation par l'arbre secondaire, par l'intermédiaire d'un jeu de pignons, cet arbre tertiaire entraînant un différentiel qui commande les roues motrices du véhicule. L'objectif de l'invention est de proposer un système de transmission type ci-dessus indiqué, qui soit d'une conception relativement simple et compacte, et qui permette de développer un couple adapté aux conditions de circulation du véhicule, en particulier à la vitesse voulue, ceci en utilisant comme source motrice l'un et/ou l'autre des deux moteurs. Cet objectif est atteint, conformément à l'invention, grâce au fait comporte un arbre auxiliaire, parallèle aux trois arbres précités, qui entraîné par le moteur électrique, et est adapté pour entraîner ledit arbre tertiaire avec un rapport de démultiplication variable. Dans un mode de réalisation possible de l'invention, les arbres auxiliaire et tertiaire portent deux jeux de pignons constitutifs d'une boîte vitesses mécanique à deux vitesses. De manière particulièrement avantageuse, cette boîte de vitesses comprend une paire de pignons solidaires en rotation de l'arbre auxiliaire et paire de pignons montés fous sur l'arbre tertiaire, qui sont en prise deux à deux, un baladeur étant adapté pour solidariser sélectivement en rotation l'un des deux pignons fous avec l'arbre tertiaire. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de description qui va suivre, en référence aux dessins annexés, qui représentent un mode de réalisation préféré de l'objet de l'invention. Sur les dessins : - la figure 1 est une vue générale, très schématique, du système transmission - - les figures 2 et 3 sont des vues partielles, à plus grande échelle analogues à vue de la figure 1, destinées à montrer deux modes d'entraînement possibles de l'arbre tertiaire à partir du moteur électrique ; sur ces deux figures, différents organes d'entraînement qui ne sont pas sollicités dans la configuration illustrée n' pas été représentés, afin de ne pas alourdir inutilement les figures ; - la figure 4 est une vue en bout du système, destinée à illustrer l'agencement spatial des différents arbres dans un plan transversal. Sur la figure 1, on a désigné par les références XX', YY', WWI et ZZ' les axes quatre arbres de transmission composant le système de l'invention. Ces quatre axes sont parallèles. Ils ne sont cependant pas disposés dans le même plan, comme cela ressort de l'examen de la figure 4. La ligne XX' comporte un arbre menant, ou arbre primaire 3, qui est guidé en rotation dans des paliers appropriés 300, 301, par exemple à roulement à billes. Cet arbre est entraîné en rotation par un moteur thermique 1. Il s'agit par exemple d'un moteur à quatre temps, à essence ou du type Diesel, Il est placé à l'une des deux extrémités de l'arbre 3. La ligne YY' comporte un arbre secondaire 6 qui est également guidé en rotation dans des paliers appropriés 600, 601, situés à ses extrémités. Il s'agit d'un arbre mené, qui est entraîné en rotation à partir l'arbre 3 par l'intermédiaire d'un variateur de vitesse 5. Le variateur 5 assure une démultiplication automatique et continue en fonction de la vitesse, dans la transmission du mouvement de l'arbre menant 3 l'arbre mené 6. Ce variateur est de type connu en soi. Il comprend une paire de poulies menante 50 et menée 51 portées par les arbres 3 et, respectivement, 6. Les poulies sont des poulies à gorge biconique, dont l'un des flasques est mobile latéralement par rapport à Fautre, de sorte que la largeur de sa gorge varie avec la vitesse. Lorsque la vitesse augmente, la largeur de gorge de la poulie motrice diminue tandis que celle de la poulie réceptrice 51 augmente d'une valeur correspondante, et inversement. Une courroie de section trapézoïdale 52 assure la transmission du mouvement entre les deux poulies, avec un facteur de démultiplication varie donc de façon automatique et continue. Chaque poulie 50, 51 comporte un mécanisme de commande relativement sophistiqué, par exemple à ressorts et masselottes, qui provoque l'écartement ou le rapprochement mutuel des deux flasques en fonction de vitesse rotation. Ces mécanismes sont logés dans des boîtiers 53, respectivement 54. De plus, le boîtier 54 de la poulie réceptrice 51 comporte - toujours manière bien connue - un dispositif d'embrayage permettant de désaccoupler au besoin l'arbre mené 6 de l'arbre menant 3. L'arbre mené 6 porte un pignon 60, dont il est solidaire en rotation. Ce pignon est en prise avec un pignon 70 constitutif d'un mécanisme démultiplication comprenant un arbre tertiaire 7 - d'axe NVW' - qui porte, outre le pignon 70, un second pignon 71. L'arbre 7 est libre en rotation autour de sont propre axe. Il est guidé rotation dans des paliers d'extrémité 700, 701. Le pignon 71 est en prise avec la couronne 80 du différentiel S. De manière connue, celui-ci entraîne deux demi-essieux 9a, qui portent chacun l'une des roues motrices du véhicule. L'axe de sortie du différentiel 8 est référencé QQ'. Il est parallèle aux autres axes précités. Selon une caractéristique importante de l'invention, le systeme de transmission qui en fait l'objet comporte un arbre auxiliaire 4, d'axe ZZ', parallèle ces mêmes axes. Comme on le voit sur la figure 4, les trois axes XX', YY' et QQ', sont positionnés sensiblement aux trois angles d'un triangle équilatéral. Il en est de même pour les axes YY', WW' et M qui sont positionnés aux angles d'un triangle approximativement équilatéral, extérieur au triangle précité et notablement plus petit que celui-ci. L'arbre 4 est guidé en rotation dans des paliers appropriés 400, 401. Il est entraîné en rotation par un moteur électrique 2. Cet arbre 4 porte une paire de pignons 40-41, dont il est solidaire aussi bien en rotation qu'en translation. Les pignons 40 et 41 sont de diamètres différents. Le pignon 40 a un diamètre inférieur à celui du pignon 4 1. Sur l'arbre 7, entre le pignon 70 précité et l'un de ses paliers de guidage (701), est disposée une paire de pignons fous 73-72. L'écartement mutuel de ces deux pignons est le même que celui des pignons 4 1, Leurs diamètres, égalements différents, sont tels que le pignon 73 vient en prise avec le pignon 41, et le pignon 72 avec le pignon 40. Bien entendu, la somme des rayons de deux pignons en prise correspond, conséquent, à la valeur d'entraxe des lignes fflV' et Entre la paire de pignons 72, 73 est monté un baladeur 74 qui est solidaire en rotation de l'arbre 7. Il est adapté pour être craboté sélectivement sur l'autre des deux pignons 72, 73, de manière à le rendre solidaire de l'arbre 7. L'ensemble des arbres 3, 6, 4 et 7 sont convenablement immobilisés en translation, selon leur direction axiale. mode de fonctionnement thermique, le moteur entraîne l'arbre 3 lorsque l'embrayage contenu dans la poulie réceptrice 51 est en position embrayée. Cette rotation est transmise à l'arbre 6 par l'intermédiaire du variateur 5, avec un rapport de démultiplication automatiquement variable, dépendantde vitesse. La rotation conjointe de l'arbre 3 et de la poulie motrice 50 est symbolisée par les flèches fi sur la figure 1. La rotation conjointe de la poulie réceptrice 51 et de arbre mené 6 est symbolisée par la flèche fi. Les arbres 3 et 6 tournent dans le même sens. Cette rotation est transmise par le pignon 60 au pignon 70, et par conséquent ' l'arbre tertiaire 7, qui tourne en sens inverse symbolisé la flèche g. Le rapport des vitesses des deux arbres 6 et est fonction des diamètres relatifs des deux pignons 60, 70. Cette rotation g est transmise par le pignon 71 à la couronne 80 du différentiel, comme symbolisé par la flèche h sur la figure 2. Ce mouvement est transmis aux demi-essieux 9a, 9b. Les roues du véhicule sont ainsi entraînées en rotation. En mode de fonctionnement électrique, en première vitesse, le baladeur 74 craboté sur le pignon 72. Cette situation est illustrée sur la figure 2. Ce dernier a un diamètre plus grand que le pignon Le moteur électrique 2 entraîne l'arbre 4 et le pignon 40 en rotation, comme symbolisé par la flèche io. Ce mouvement est transmis, avec inversion du sens de rotation, au pignon 72, ainsi qu'à l'arbre 7 dont il est solidaire en rotation, ceci par l'intermédiaire du baladeur 74 cet entraînement est symbolisé par flèche il. Le pignon 73 entraîné par le pignon 41 - tourne librement sur l'arbre 7, car il est fou en rotation ; il n'a donc pas d'influence sur la transmission. Si le moteur thermique 1 est également en marche, et que l'embrayage équipant le variateur 5 est fermé (position embrayée), le couple développé par le moteur électrique 2 s'ajoute à celui du moteur thermique pour entraîner l'arbre 7, et par conséquent le différentiel 8. Toujours en mode de fonctionnement électrique, mais en seconde vitesse, le baladeur 74 est cette fois craboté sur le pignon 73. Cette situation est illustrée sur la figure 3. Le moteur 2 entraîne l'arbre 4 selon io, et c'est le couple de pignons 73 qui entraîne cette fois l'arbre 7 en rotation, par l'intermédiaire du baladeur comme symbolisé par la flèche i2- Du fait que le pignon 73 est plus petit que le pignon 72, cet entraînement se fait à vitesse plus grande, mais avec un couple plus faible, que dans situation précédente illustrée à la figure 2. Dans la pratique, ce système peut être avantageusement utilisé comme suit. On démarre le véhicule à l'aide du moteur électrique 2 sur la première vitesse, l'embrayage inclus dans la poulie réceptrice 51 de la ligne secondaire YY' étant ouvert (position débrayée). Puis on embraye progressivement, afin de faire démarrer le moteur thermique 1, et celui-ci prend alors le relais du moteur électrique 2. Le moteur électrique peut servir d'appoint en cours d'utilisation, à tout moment, en cas de demande de puissance importante. Pour les vitesses élevées, on peut passer la seconde vitesse électrique. On ne sortirait pas, bien entendu, du cadre de la présente invention prévoyant, pour la voie électrique, une boîte ayant plus de deux vitesses. REVENDICATIONS 1. Système de transmission de mouvement pour véhicule à propulsion hybride, réalisée à partir d'un moteur thermique (1) et/ou d'un moteur électrique (2), qui comprend trois arbres parallèles, guidés en rotation autour de leur propre axe, à savoir : - un arbre primaire (3) entraîné en rotation par le moteur thermique - un arbre secondaire (6) entraîné en rotation par l'arbre primaire (3), par l'intermédiaire d'un variateur de vitesse (5) ; - un arbre tertiaire (7) entraîné rotation par l'arbre secondaire (6), par l'intermédiaire d'un jeu de pignons (60, cet arbre tertiaire (7) entraînant un différentiel (9) qui commande les roues motrices du véhicule, caractérisé par le fait qu'il comporte un arbre auxiliaire (4), parallèle aux trois arbres précités (3, 6, 7), qui est entraîne par le moteur électrique (2) et est adapté pour entraîner ledit arbre tertiaire (7) avec un rapport de démultiplication variable. 2. Système de transmission selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les arbres auxiliaire (4) et tertiaire portent deux jeux de pignons (40 72, 41-73) constitutifs d'une boîte de vitesses mécanique à deux vitesses. 3. Système de transmission selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite boîte de vitesses comprend une paire de pignons (40-41) solidaires en rotation de l'arbre auxiliaire (4) et une paire pignons (72-73) montés fous sur l'arbre tertiaire (7), qui sont en prise deux à deux, un baladeur (74) étant adapté pour solidariser sélectivement en rotation l'un des deux pignons fous (72, 73) avec l'arbre tertiaire (7).