Brevet FR2875184A1 — publié le 20060317

La présente invention concerne un dispositif motopropulseur notamment hybride pour véhicule automobile. Un tel dispositif motopropulseur associe un moteur thermique du type diesel ou à essence à une machine électrique tournante réversible de manière à permettre notamment l'entraînement du véhicule par le moteur thermique pour de longues distances à vitesse relativement élevée ou par la machine électrique tournante pour des déplacements de courtes distances à basse vitesse, notamment en ville, afin de diminuer la pollution générée par le moteur thermique. La machine électrique tournante est généralement implantée dans le compartiment moteur du véhicule, soit dans le carter d'embrayage, soit en dérivation sur la boîte de vitesses du véhicule. Une telle implantation a pour inconvénient majeur de modifier considérablement l'architecture habituelle du compartiment moteur du véhicule. La présente invention a pour but d'éliminer l'inconvénient ci-dessus en proposant un dispositif motopropulseur pour véhicule automobile comprenant notamment une machine électrique tournante réversible individuellement associée à une roue du véhicule et qui est caractérisé en ce que la machine électrique est intégralement logée dans la jante de la roue du véhicule et le rotor de la machine électrique tournante est solidaire en rotation de la fusée de roue qui traverse concentriquement la machine tournante. De préférence, la machine électrique est logée dans un carter en deux parties situé dans la jante de roue et porté par des éléments de suspension du véhicule, et dont une première partie de carter est amoviblement fixée à la seconde partie de carter et comprend une paroi cylindrique logée dans la seconde partie de carter concentriquement à la fusée de roue, sur laquelle paroi cylindrique est fixé le stator annulaire de la machine électrique dont le rotor comporte une paroi annulaire de relativement faible épaisseur disposée dans la seconde partie de carter en entourant le stator pour définir un entrefer annulaire avec ce dernier, la seconde partie de carter étant portée par les éléments de suspension. La seconde partie de carter comprend un palier de support de la fusée de roue et le rotor de la machine électrique comprend une paroi transversale à l'axe de la fusée de roue et qui est amoviblement fixée à une collerette d'un manchon cylindrique solidaire en rotation de la fusée de roue par des cannelures. Avantageusement, le manchon cylindrique est monté en partie dans le palier de la seconde partie de carter et est bloqué axialement sur la fusée de roue, après serrage d'un écrou à l'extrémité libre de la fusée de roue, entre un épaulement de la fusée de roue et le moyeu de la roue. La première partie de carter est amoviblement fixée à la seconde partie de carter par une bride située côté intérieur de la roue et la fusée de roue traverse de façon étanche une paroi transversale d'extrémité de la paroi cylindrique de la première partie de carter. La paroi transversale d'extrémité de la paroi cylindrique de la première partie de carter est située à proximité de la collerette du manchon cylindrique. Les moyens, tels que des vis de fixation, fixant amoviblement l'une à l'autre la paroi transversale du rotor et la collerette du manchon sont accessibles directement après avoir démonté l'ensemble à stator et première partie de carter. Dans le cas d'un groupe motopropulseur hybride, la fusée de roue a son extrémité en forme de bol située côté intérieur de la roue logée dans la jante et qui est reliée à un arbre de transmission par un joint homocinétique. Les éléments de suspension portant la seconde partie de carter sont constitués par des triangles de suspension supérieur et inférieur. En variante, les éléments de suspension portant la seconde partie de carter comprennent une jambe de force d'une suspension Mac Pherson ou pseudo Mac Pherson reliée en partie supérieure de la seconde partie de carter et un triangle de suspension relié en partie inférieure de la seconde partie de carter. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant deux modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe dans un plan vertical passant par l'axe de roue d'un véhicule automobile d'un dispositif motopropulseur à machine électrique tournante réversible associée à la roue montée sur une suspension à double triangle; et - la figure 2 est une vue en coupe semblable à celle de la figure 1 du dispositif motopropulseur à machine électrique tournante réversible associée à une roue montée sur une suspension Mac Pherson. En se reportant à la figure 1, la référence 1 désigne une machine électrique tournante réversible faisant partie d'un dispositif motopropulseur hybride pour véhicule automobile comprenant un moteur thermique, non représenté, du type diesel ou à essence. La machine électrique 1 est individuellement associée à une roue 2 du véhicule qui peut être une roue avant directionnelle ou une roue arrière fixe. La roue 2 comprend un moyeu 3 d'axe XX', une jante 35 4 solidaire du moyeu 3 par des vis de fixation 5 et sur laquelle est monté le pneumatique 6. Un disque de frein 7 est fixé au moyeu 3 par des vis de fixation, non représentées, et coopère pour le freinage avec l'étrier à garnitures de frein 8. Le moyeu 3 est solidaire en rotation, par exemple par des cannelures 9, de l'extrémité libre de la fusée de roue 10 d'axe XX' et est bloqué axialement à la fusée de roue 10 par un écrou 11. La roue 2 est portée par un système de suspension du type à deux triangles de suspension respectivement supérieur 12 et inférieur 13, partiellement représentés. Chaque triangle de suspension 12, 13 est relié à la roue 2 par une articulation à rotule 14 autorisant le pivotement de la roue par les moyens de commande de direction lorsque la roue est directionnelle. Selon l'invention, la machine électrique tournante 1 est intégralement logée dans la jante 4 de la roue 2 et la fusée de transmission 10 traverse concentriquement la machine électrique 1. La machine électrique 1 est logée dans un carter 15 situé dans la jante 4 et constitué de deux parties, une première partie 16 fixée amoviblement à la seconde partie 17 par une bride 18 située côté intérieur de la roue 2 et des vis de fixation, non représentées. La première partie de carter 16 comprend en outre une paroi cylindrique 19 solidaire de la bride 18, logée dans la seconde partie de carter 17 et disposée concentriquement à la fusée de transmission 10 qui traverse un orifice 20a d'une paroi d'extrémité 20 de la paroi cylindrique 19 et s'étendant transversalement à l'axe XX' de la fusée 10, un joint d'étanchéité 21 étant prévu entre l'orifice 20a et la fusée 10. Le stator 22 de la machine électrique tournante 1 est fixé sur la périphérie externe de la paroi cylindrique 19 et est logé dans une cavité annulaire 17a de la seconde partie de carter 17. Le rotor 23 de la machine électrique tournante 1 comprend une paroi annulaire 24 entourant concentriquement le stator 22 en définissant avec ce dernier un entrefer annulaire e. La paroi 24 a une épaisseur relativement faible en direction radiale de sorte que le rotor 23 présente une faible inertie. Le rotor 23 comprend en outre une paroi 25 solidaire de la paroi annulaire 24 et s'étendant transversalement à l'axe XX' de la fusée de transmission 10. La paroi transversale 25 est amoviblement fixée par des vis de fixation, non représentées, à une collerette 26 perpendiculaire à l'axe XX' de la fusée 10 et solidaire d'une extrémité d'un manchon 27 monté sur une partie de la fusée de transmission 10 en étant solidaire en rotation de cette dernière par les cannelures 9. La collerette 26 est située à proximité de la paroi transversale 20 de la première partie de carter 16 et les vis de fixation de la collerette 26 du manchon 27 à la paroi transversale 25 du rotor 23 sont accessibles directement de l'intérieur de la seconde partie de carter 17 lorsque l'ensemble constitué par la première partie de carter 16 et le stator 22 est retiré de la seconde partie de carter 17. La seconde partie de carter 17 comporte, à l'opposé de la bride 18 de la première partie de carter 16, une paroi 28 perpendiculaire à l'axe XX' de la fusée 10 à proximité et à l'extérieur de la paroi transversale 25 du rotor 23. La paroi transversale 28 de la seconde partie de carter 17 comporte un palier 28a supportant, par l'intermédiaire d'un roulement 29, par exemple du type à aiguilles, une partie du manchon cylindrique 27 d'entraînement du rotor 23. Le manchon 27 est fixé axialement sur la fusée 10, après serrage de l'écrou 11, entre le moyeu 3 et un épaulement 10a de la fusée 10. Les deux triangles de suspension 12, 13 sont reliés par les articulations à rotule 14 respectivement aux parties supérieure et inférieure de la seconde partie de carter 17. La fusée de transmission 10 a son extrémité 10b opposée à celle entraînant la roue 2 ayant un plus grand diamètre lui conférant la forme d'un bol et faisant saillie de la jante 4 côté intérieur de la roue en étant accouplée à un arbre de transmission 30 par l'intermédiaire d'un joint homocinétique 31 protégé par un soufflet 32, l'arbre de transmission 30 étant mécaniquement entraîné par l'arbre moteur du moteur thermique. Bien entendu, l'extrémité en forme de bol 10b de la fusée 10 peut avantageusement être totalement logée dans la jante 4. La machine électrique tournante 1 peut être alimentée en courant électrique par la batterie d'alimentation du véhicule. Ainsi, le véhicule peut être entraîné par chaque machine électrique tournante associée à une roue du véhicule et dont le rotor 23 entraîne en rotation, par l'intermédiaire du manchon 27, la fusée 10 qui entraîne elle-même en rotation la roue 2, le moteur thermique étant arrêté, lorsque le véhicule se déplace en ville pour réduire la pollution. Le véhicule peut être entraîné uniquement par le moteur thermique, chaque machine électrique tournante 1 pouvant alors fonctionner en alternateur de courant. Le véhicule peut être entraîné en mode ZEV (voiture à émissions nulles), c'est-à-dire que la ou les machines électriques 1 entraînent le véhicule dont la boîte de vitesses est déconnectée du moteur thermique par débrayage ou mise au point mort de la boîte de vitesses, pour réduire la traînée mécanique et les masses. La fusée de transmission 10 peut être démontée sans nuire au centrage du rotor 23 sur le stator 22 puisqu'il suffit de retirer l'écrou 11 de l'extrémité de la fusée pour permettre ensuite à cette dernière d'être retirée axialement du manchon 27 et de la première partie de carter 16 vers la droite par rapport à la figure 1. En outre, l'ensemble constitué par la partie du carter 16 et le stator peut être facilement démonté par desserrage de la bride 18, donnant accès aux moyens de fixation du rotor 23 au manchon 27 pour permettre le démontage du manchon 27 du rotor 23. Le mode de réalisation du dispositif de la figure 2 ne diffère de celui de la figure 1 que par son montage à une suspension du type Mac Pherson ou pseudo Mac Pherson dont une partie de la jambe de force 33 sensiblement d'axe ZZ' a sa partie inférieure solidaire de la partie supérieure de la seconde partie de carter 17. Dans le cas d'un véhicule à propulsion électrique, 10 la fusée de roue 10 ne sera pas reliée à l'arbre de transmission. Par ailleurs, le dispositif de l'invention est adaptable à tous les véhicules actuels, qu'ils soient à propulsion par moteur électrique ou à propulsion hybride. REVENDICATIONS 1. Dispositif motopropulseur pour véhicule automobile comprenant notamment une machine électrique tournante réversible (1) individuellement associée à une roue (2) du véhicule, caractérisé en ce que la machine électrique (1) est intégralement logée dans la jante (4) de la roue (1) du véhicule et le rotor (23) de la machine électrique tournante (1) est solidaire en rotation de la fusée de roue (10) qui traverse concentriquement la machine tournante (1). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la machine électrique (1) est logée dans un carter (15) en deux parties (16,17) situé dans la jante de roue (4) et porté par des éléments de suspension (12,13;12,33) du véhicule, et dont une première partie de carter (16) est amoviblement fixée à la seconde partie de carter (17) et comprend une paroi cylindrique (19) logée dans la seconde partie de carter (17) concentriquement à la fusée de roue (10), sur laquelle paroi cylindrique (19) est fixé le stator annulaire (22) de la machine électrique (1) dont le rotor (23) comporte une paroi annulaire (24) de relativement faible épaisseur disposée dans la seconde partie de carter (17) en entourant le stator (22) pour définir un entrefer annulaire (e) avec ce dernier, la seconde partie de carter (17) étant portée par les éléments de suspension. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la seconde partie de carter (17) comprend un palier (28a) de support de la fusée de roue (10) et le rotor (23) de la machine électrique (1) comprend une paroi (25) transversale à l'axe (XX') de la fusée de roue (10) et qui est amoviblement fixée à une collerette (26) d'un manchon cylindrique (27) solidaire en rotation de la fusée de roue (10) par des cannelures (9). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le manchon cylindrique (27) est monté en partie dans le palier (28a) de la seconde partie de carter et est bloqué axialement sur la fusée de roue (10), après serrage d'un écrou (11) à l'extrémité libre de la fusée de roue, entre un épaulement (l0a) de la fusée de roue {10) et le moyeu (3) de la roue (2). 5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la première partie de carter (16) est amoviblement fixée à la seconde partie de carter (17) par une bride (18) située côté intérieur de la roue (2) et la fusée de roue (10) traverse de façon étanche une paroi transversale d'extrémité (20) de la paroi cylindrique (19) de la première partie de carter (16). 6. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la paroi transversale d'extrémité (20) de la paroi cylindrique (19) de la première partie de carter (16) est située à proximité de la collerette (26) du manchon cylindrique (2 7) . 7. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les moyens, tels que des vis de fixation, fixant amoviblement l'une à l'autre la paroi transversale (25) du rotor (23) et la collerette (26) du manchon (27) sont accessibles directement après avoir démonté l'ensemble stator (22) et première partie de carter (16) de la seconde partie de carter (17). 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans le cas d'un groupe motopropulseur hybride, la fusée de roue (10) a son extrémité en forme de bol (10b) située côté intérieur de la roue (2) logée dans la jante (4) et qui est reliée à un arbre de transmission (30) par un joint homocinétique (31). 9. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que les éléments de suspension portant la seconde partie de carter (17) sont constitués par des triangles de suspension supérieur (12) et inférieur (13). W. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que les éléments de suspension portant la seconde partie de carter (17) comprennent une jambe de force (33) d'une suspension Mac Pherson ou pseudo Mac Pherson reliée en partie supérieure de la seconde partie de carter (17) et un triangle de suspension (13) relié en partie inférieure de la seconde partie de carter (17).