Brevet FR2911539A1 — publié le 20080725

Dispositif de transmission pour véhicule à motorisation hybride La présente invention concerne un dispositif de 5 transmission pour véhicule à motorisation hybride. Un dispositif de transmission hybride peut transmettre une puissance mécanique à au moins une roue motrice d'un véhicule à partir de différentes sources d'énergie. En référence à la figure 1, un tel dispositif peut 10 utiliser comme sources d'énergie un moteur thermique 1 et des machines électriques 2 et 3. Le dispositif fournit à un arbre 4 de roue 5 une puissance mécanique issue d'une sortie 11 du moteur 1 thermique et/ou des arbres 8 et 9 respectifs des machines 15 électriques 2 et 3. Le fonctionnement d'un tel dispositif est décrit en détail dans la demande de brevet FR2883515 dont le contenu est incorporé à cette demande par référence. D'une façon générale, le dispositif 1 comprend : 20 un arbre d'entrée 10, également dénommé arbre primaire, relié à la sortie 11 du moteur thermique 1 et un arbre de sortie 12 relié à l'arbre 4 de roue 5. - un ensemble mécanique, délimité par une ligne fermée en trait mixte, la reliant entre eux l'arbre primaire 10, 25 l'arbre de sortie 12 et les arbres 8 et 9 des machines 2 et 3. L'ensemble mécanique la est formé par au moins deux trains épicycloïdaux 13 et 14 comportant un porte-satellites commun 15 qui entraîne six axes (trois axes par train 30 disposés à 120 les uns par rapport aux autres) dont uniquement quatre axes 16 à 19 sont représentés, et six satellites (trois satellites par train disposés à 120 les uns par rapport aux autres) dont uniquement quatre satellites 20a, 20b, 21a et 21b sont représentés. 35 Cet ensemble la comprend également un premier dispositif de commutation 22, délimité par une ligne fermée en trait mixte, comportant des moyens 22a, 22b, 22c et 22d pour relier l'arbre 8 de la machine électrique 2 soit à l'arbre primaire 10 soit à un élément 27 du train épicycloïdal 14. De façon analogue, cet ensemble la comprend un second dispositif de commutation 28 , délimité par une ligne fermée en trait mixte, comportant des moyens 28a, 28b, 28c et 28d pour relier l'arbre 9 de la machine électrique 3 soit à une couronne 25, directement reliée à l'arbre de sortie 12, soit à un élément 26 du train épicycloïdal 13. Grâce aux dispositifs de commutation 22 et 28, un tel dispositif peut fonctionnement: - Dans un l'arbre 8 de la épicycloïdal 14 couronne 25. -Dans unêtre mis en oeuvre selon trois modes de premier mode de fonctionnement, on relie première machine 2 à l'élément 27 du train et l'arbre 9 de la deuxième machine 3 à la deuxième mode de fonctionnement, on relie première machine 2 à l'élément 27 du train et l'arbre 9 de la deuxième machine 3 à l'arbre 8 de la épicycloïdal 14 l'élément 26 du train épicycloïdal 13. Dans un troisième mode de fonctionnement, on relie 8 de 9 de épicycloïdalla première machine 2 à l'arbre primaire 10 et la deuxième machine 3 à l'élément 26 du train 13. l'arbre l'arbre Ces différents modes de fonctionnement peuvent être mis en oeuvre successivement de façon à modifier en continu le rapport de transmission entre les arbres de sortie des machines électriques 2 et 3 et l'arbre 4 de roue 5. Toutefois, un tel dispositif présente des inconvénients lorsque le véhicule fonctionne uniquement à partir de la puissance fournie par une ou par les deux machines électriques 2 ou 3. De fait, le moteur thermique doit être maintenu arrêté lorsque le véhicule fonctionne selon un mode électrique, notamment pour diminuer la consommation du véhicule. Or, l'arbre primaire 10 du moteur thermique peut être entraîné par les machines électriques, notamment lorsque la machine 2 fournit de la puissance par l'intermédiaire de cet arbre primaire 10. Dans ces cas, un démarrage intempestif du moteur thermique peut se produire et perturber la conduite et le 5 fonctionnement du véhicule. Indépendamment du mode de fonctionnement des machines 2 et 3, une partie de la puissance fournie par ces machines 2 et 3 est utilisée pour empêcher le démarrage du moteur thermique afin de le maintenir à l'arrêt. 10 Dès lors, le rendement du véhicule est abaissé par cette utilisation de puissance électrique tandis que le contrôle de la puissance effectivement fournie à l'arbre 4 de roue 5 est rendu plus complexe. Un autre problème réside dans les positions variables 15 de fonctionnement des machines électriques 2 et 3. De fait, ces dernières peuvent fournir de la puissance à la roue 5 en occupant les positions distinctes décrites précédemment. Or, ces variations de positions de fonctionnement peuvent provoquer des variations de la puissance fournie à 20 la roue 5, ces variations pouvant nuire à l'agrément de conduite du véhicule. La présente invention, qui permet de pallier à au moins un des inconvénients cités ci-dessus, porte sur un dispositif de transmission de puissance pour véhicule 25 hybride, ce dispositif comprenant : - un ensemble mécanique reliant un arbre primaire relié à la sortie d'un moteur thermique, un arbre de sortie et des arbres de machines électriques, cet ensemble comprenant au moins deux trains épicycloïdaux munis d'un 30 porte-satellites commun qui entraîne des axes et des satellites, - des premiers moyens de commutation pour relier l'arbre d'une première machine électrique soit directement soit indirectement à une couronne reliée à un arbre de roue, 35 - des moyens pour bloquer la rotation de l'arbre primaire. Grâce à sa structure, un tel dispositif permet d'empêcher le démarrage du moteur thermique en bloquant toute rotation de l'arbre primaire sans sollicitation des machines électrique. De plus, comme aucune puissance électrique n'est requise pour empêcher cette rotation, le rendement d'un dispositif conforme à l'invention est accru par rapport à un dispositif conforme à l'art antérieur. Le blocage peut être réalisé de différentes manières, par exemple au moyen d'un système de cliquets, d'un système de roue libre, de frein ou de tout autre moyen de blocage en rotation d'un arbre tournant. De préférence, le dispositif comprend des moyens pour que le blocage de l'arbre primaire soit mis en oeuvre lorsque le moteur thermique est à l'arrêt. Avantageusement, le dispositif comprend des moyens de commutation pour relier l'arbre d'une deuxième machine électrique soit à l'arbre primaire soit à un planétaire d'un train épicycloïdal. Dans ce cas, le dispositif peut comprendre des moyens pour maintenir l'arbre de la deuxième machine électrique en liaison avec le planétaire lorsque l'arbre primaire est bloqué. L'invention concerne également un procédé de transmission de puissance pour véhicule hybride, ce procédé 25 comprenant les étapes de : - relier un arbre primaire relié à la sortie d'un moteur thermique, un arbre de sortie et des arbres de machines électriques par un ensemble comprenant au moins deux trains épicycloïdaux munis d'un porte-satellites 30 commun qui entraîne des axes et des satellites, - commuter la liaison d'un arbre d'une première machine électrique à une couronne reliée à un arbre de roue à l'aide de premiers moyens, et - bloquer la rotation de l'arbre primaire. 35 De préférence, le procédé comprend l'étape de bloquer l'arbre primaire lorsque le moteur thermique est à l'arrêt. Avantageusement, le procédé comprend l'étape de commuter l'arbre d'une deuxième machine électrique soit vers l'arbre primaire soit vers un planétaire d'un train épicycloïdal lorsque le moteur thermique fonctionne. De préférence, le procédé comprend l'étape de maintenir l'arbre de la deuxième machine électrique en liaison avec le planétaire lorsque l'arbre primaire est bloqué. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, avantages et caractéristiques apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit et qui est faite au regard des dessins annexés et sur lesquels : - la figure 1, déjà décrite, est une illustration schématique d'un dispositif connu de transmission pour véhicule à motorisation hybride, - les figures 2A, 2B et 2C sont des schémas d'un dispositif conforme à l'invention mis en oeuvre selon un premier mode d'utilisation, et - les figures 3A, 3B et 3C sont des schémas du dispositif des figures 2A, 2B et 2C mis en oeuvre selon un 20 second mode d'utilisation. Un dispositif de transmission de puissance pour véhicule hybride conforme à l'invention est décrit ci-dessous lors de son utilisation dans un mode électrique pur, la puissance fournie à ce dispositif provenant uniquement 25 d'une ou de deux machines électriques. C'est pourquoi, le moteur thermique du dispositif n'est pas représenté dans les figures 2A, 2B, 2C, 3A, 3B et 3C décrivant le fonctionnement de ce dispositif dans ce mode électrique. 30 Toutefois, l'arbre primaire 31 d'un tel moteur thermique est représenté bloqué sur ces figures, conformément à l'invention, à l'aide de moyens 60. Ces moyens peuvent être, par exemple, des éléments de serrage commandés électroniquement. 35 De ce fait, le nombre de positions de fonctionnement du dispositif est limité car une des machines électriques ne peut plus transmettre de puissance à travers cet arbre primaire, comme décrit ci-dessous à l'aide de la figure 2A. Sur cette figure 2A sont représentées une première machine électrique 32 à l'arrêt et une deuxième machine électrique 33 transmettant de la puissance via son arbre 39 à l'arbre 34 de la roue motrice 35. De fait, un ensemble mécanique 3a, délimité par une ligne fermée en trait mixte, analogue à l'ensemble la déjà décrit relie l'arbre primaire 31, l'arbre de sortie 34 et les arbres 38 ou 39 des machines électriques 32 ou 33. De même, cet ensemble mécanique 3a comprend deux trains épicycloïdaux 43 et 44 comportant un porte-satellites commun 45 qui entraîne six axes (trois axes par train disposés à 120 les uns par rapport aux autres) dont uniquement quatre axes 46 à 49 sont représentés, et six satellites (trois satellites par train disposés à 120 les uns par rapport aux autres) dont uniquement quatre satellites 50a, 50b, 51a et 51b sont représentés. Un dispositif de commutation 58 permet de relier l'arbre 39 de la machine électrique 33 soit à une couronne 55, directement reliée à l'arbre de sortie 42, soit au planétaire 56 du train épicycloïdal 43 de l'ensemble 3a. A cet effet, ce dispositif de commutation 58 comprend des moyens tels qu'un crabot 58b pouvant s'engager ou se dégager vis-à-vis des pignons 58a ou 58c reliés respectivement à la couronne 55 ou au planétaire 43. Ainsi, la machine 33 peut fonctionner selon deux modes . - un premier mode tel que la machine électrique 33 fournit son couple à la roue 35 directement via cette 30 couronne 55, ce mode étant ensuite dénommé mode 1. Dans les figures 2A, 2B et 2C, la machine électrique 33 est en position d'utilisation de ce mode 1. C'est pourquoi, des éléments de transmission -pignon 58c, roue 58d et planétaire 56 - propres à un autre mode de 35 transmission décrit ci-dessous sont représentés en pointillés sur ces figures 2A, 2B et 2C. - un second mode tel que la machine électrique 33 fournit son couple à la roue 35 via le train épicycloïdal 43, ce mode étant ensuite dénommé mode 2. Dans les figures 3A, 3B et 3C, la machine électrique 33 est en position d'utilisation de ce mode 2. C'est pourquoi, l'élément de transmission - pignon 58a- propre au mode 1 décrit ci-dessus est représenté en pointillés sur ces figures 3A, 3B et 3C. Indépendamment du mode mis en oeuvre pour la machine 33, cette dernière peut fournir toute la puissance motrice à l'arbre 34. Cette situation est représentée dans les figures 2A - machine 33 en mode 1 - et 3A - machine 33 en mode 2. La machine 32 étant à l'arrêt, elle est représentée en pointillés comme les éléments de transmission qui lui sont associés, à savoir l'arbre 38, l'élément (roue) 52d et le planétaire 57. Cette machine électrique 32 peut également fournir toute la puissance à l'arbre 34 de roue 35 lorsque la machine électrique 33 est à l'arrêt, comme représenté sur les figures 2B - machine 33 en mode 1 - ou 3B -machine 33 en mode 2. Dans ce cas, les éléments de transmission - arbre 38, élément (roue) 52d et planétaire 57 - de la machine 32 sont représentés en trait plein tandis que les éléments de transmission de la machine 33 à l'arrêt sont représentés en pointillés. Finalement, comme montré sur les figures 2C - machine 33 en mode 1 - ou 3C - machine 33 en mode 2, les machines électriques 32 et 33 peuvent fournir conjointement de la puissance à l'arbre 34 de la roue motrice. Conformément à l'invention, l'arbre primaire 10 est représenté bloqué dans l'ensemble des positions décrites ci-dessus. Ainsi, aucune puissance n'est requise pour bloquer les rotations de cet arbre primaire pouvant provoquer un démarrage du moteur thermique. De plus, la machine 32 est maintenue dans un mode de fonctionnement unique qui lui permet de fournir une puissance de façon continue. La machine 33 peut ainsi modifier son mode de fonctionnement de façon continue en utilisant la machine 32 pour obtenir une puissance constante au niveau de l'arbre 34 de roue 35 pendant ces changements de mode. En définitive, la puissance fournie à la roue motrice peut être générée indifféremment par l'une ou l'autre des machines électriques 32 ou 33. De plus, il est possible lors du changement de mode de générer le couple fourni à la roue uniquement à l'aide de la machine électrique qui conserve la même position dans la cinématique de la transmission dans les deux modes - dans notre exemple, la machine électrique 32. La désolidarisation puis la re-solidarisation de l'autre machine électrique - dans notre exemple, la machine électrique 33 - peut ainsi se faire de manière totalement transparente. REVENDICATIONS 1. Dispositif de transmission de puissance pour véhicule hybride, ce dispositif comprenant : - un ensemble mécanique (3a) reliant un arbre primaire (31) relié à la sortie d'un moteur thermique, un arbre de sortie (42) et des arbres (38, 39) de machines électriques (32,33), cet ensemble (3a) comprenant au moins deux trains épicycloïdaux (43,44) munis d'un porte- satellites commun (45) qui entraîne des axes (46-49) et des satellites (50, 51), - des premiers moyens de commutation (58, 58a, 58b, 58c, 58d) pour relier l'arbre (39) d'une première machine électrique (33) soit directement soit indirectement à une couronne (55) reliée à un arbre (34) de roue (35), et - des moyens (60) pour bloquer la rotation de l'arbre primaire (31). 2. Dispositif selon la revendication 1, comprenant des moyens pour que le blocage de l'arbre primaire (31) soit mis en oeuvre lorsque le moteur thermique est à l'arrêt. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, comprenant des moyens de commutation pour relier l'arbre (38) d'une deuxième machine électrique (32) soit à l'arbre primaire (31) soit à un planétaire (57) d'un train épicycloïdal (43). 4. Dispositif selon la revendication 3, comprenant des moyens pour maintenir l'arbre de la deuxième machine électrique (32) en liaison avec le planétaire (57) lorsque l'arbre primaire (31) est bloqué. 5. Procédé de transmission de puissance pour véhicule hybride, ce procédé comprenant les étapes de : - relier un arbre primaire (31) relié à la sortie d'un moteur thermique, un arbre de sortie (42) et des arbres (38, 39) de machines électriques (32,33) par un ensemble (3a) comprenant au moins deux trains épicycloïdaux (43,44) munis d'un porte-satellites (45) commun qui entraîne des axes (46-49) et des satellites (50, 51), -commuter la liaison d'un arbre (39) d'une première machine électrique (33) avec soit une couronne (55) reliée à un arbre (34) de roue (35), soit au planétaire (56) d'un des trains épicycloïdaux (43) à l'aide de premiers moyens (58, 58a, 58b, 58c, 58d), et - bloquer la rotation de l'arbre primaire (31). 6. Procédé selon la revendication 5, comprenant l'étape de bloquer l'arbre primaire (31) lorsque le moteur thermique est à l'arrêt. 7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, comprenant l'étape de commuter l'arbre (38) d'une deuxième machine électrique (32) soit à l'arbre primaire (31) soit à un planétaire (57) de l'autre train épicycloïdal (44) lorsque le moteur thermique fonctionne. 8. Procédé selon la revendication 5, 6 ou 7, comprenant l'étape de maintenir l'arbre de la deuxième machine électrique (32) en liaison avec le planétaire (57) lorsque l'arbre primaire (31) est bloqué.