Brevet FR2912963A1 — publié le 20080829

- 1 - TRANSMISSION HYBRIDE INFINIMENT VARIABLE A DEUX MODES DE FONCTIONNEMENT HYBRIDES AVEC TRAIN SUPPLENTAIRE INVERSEUR ET GROUPE MOTOPROPULSEUR A DERIVATION DE PUISSANCE La présente invention concerne une transmission hybride à dérivation de puissance, permettant d'obtenir une variation continue de rapport, de marche arrière en marche avant, en passant par une position particulière, dite de neutre en prise, où la vitesse de déplacement du véhicule est nulle, pour un régime quelconque du moteur thermique. Elle a aussi pour objet un groupe motopropulseur comportant une telle transmission. Cette transmission et ce groupe motopropulseur, sont à rapport de transmission infiniment variable. Ils disposent d'une dérivation de puissance, d'au moins de deux modes de fonctionnement hybrides, où un moteur thermique et des machines électriques sont sollicités simultanément, et d'un mode électrique pur, où le moteur thermique n'intervient pas. Les éléments constitutifs d'une telle transmission et d'un tel groupe motopropulseur sont répartis entre deux voies de puissance, reliant en parallèle le moteur thermique aux roues du véhicule. Ils incluent au moins deux machines électriques, trois trains épicycloïdaux, et un étage de réduction. Par la publication FR 2 859 669, on connaît une transmission infiniment variable du type indiqué ci-dessus. Son changement de mode permet notamment d'utiliser les deux machines électriques indifféremment -2 - en motrice ou en génératrice . Grâce à cette particularité, la transmission peut bénéficier d'une plage, ou ouverture de rapports , suffisamment étendue pour pouvoir intégrer des moteurs thermiques de puissance relativement modeste. La marche arrière peut être obtenue, dans le mode de fonctionnement électrique (par exemple en bloquant simplement par un frein l'arbre primaire de la transmission issu du moteur thermique, ou en pilotant cet arbre à vitesse nulle), ou dans les modes de fonctionnement hybrides, c'est-à-dire avec le moteur thermique démarré. Dans ce dernier cas, on parle de marche arrière hybride. Toutefois, les performances en marche arrière hybride sont souvent insuffisantes lors de fortes demandes de couple, par exemple lors des reculs en pente. Ces défauts sont imputables à la faiblesse des machines électriques utilisées, ou à l'inadaptation de leurs points de fonctionnement aux situations rencontrées. Cependant, le surdimensionnement des machines électriques, dans le seul but de satisfaire à des besoins ponctuels, n'est pas souhaité. La présente invention vise à améliorer les performances en marche arrière, d'un véhicule hybride, équipé d'une transmission, et d'un groupe motopropulseur du type indiqué ci-dessus. Dans ce but, elle prévoit en plus un train inverseur en sortie du moteur thermique. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le train inverseur est disposé entre le moteur thermique, et le départ de la dérivation de puissance à partir de la voie principale. De préférence, le train inverseur est associé à un embrayage supplémentaire, permettant de coupler son porte satellite et sa couronne, et à un frein supplémentaire permettant d'immobiliser son porte satellites. Cette invention porte également sur un groupe motopropulseur comportant une telle transmission. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 se rapporte à l'état de la technique, et - la figure 2 illustre l'invention. Sur la figure 1, on a fait apparaître le moteur thermique M, et les roues V du véhicule, entre lesquels est disposée la transmission proposée. Celle-ci est composée essentiellement de trois trains planétaires G1, G2 G3, et de deux machines électriques ME1, ME2. Le moteur thermique M est relié à la couronne Cl du premier train G1, et au planétaire P2 du deuxième train G2. Le planétaire P1 du premier train G1 est relié à la première machine électrique ME1. Son porte satellites PSI est relié au planétaire P3 du troisième train G3. Le deuxième train G2 est relié au moteur thermique par son planétaire - 4 - P2. Le deuxième train G2 est aussi relié par sa couronne C2, à la couronne C3 du troisième train G3, et par son porte satellites PS2, aux roues V. Le troisième tain G3 est relié par son planétaire P3 au porte satellites PSI du premier train, et au carter par son porte satellites PS3. La deuxième machine électrique ME2 rejoint aussi la couronne C2 du deuxième train G2. Enfin, le schéma mentionne la présence de deux étages de réduction R, placés à titre indicatif, à l'arrivée du mouvement sur le planétaire P2, et sur la couronne C2 du deuxième train G2. Un tel schéma de puissance définit une transmission hybride infiniment variable, dont les éléments constitutifs sont répartis entre deux voies de puissance reliant en parallèle le moteur thermique M aux roues R du véhicule. Une première voie de puissance emprunte le train G2. Une seconde voie de puissance, ou dérivation de puissance, rejoint le train G2 en empruntant les deux trains G1 et G3 associés aux deux machines électriques, fonctionnant en variateur électrique. Les moyens reliant le moteur thermique aux roues incluent donc au moins trois trains épicycloïdaux, deux machines électriques, et un étage de réduction. Cette transmission permet d'obtenir, grâce aux deux machines électriques fonctionnant en variateur électrique, une variation continue de rapport de marche arrière en marche avant en passant par une position particulière, dite de neutre en prise, où la vitesse de - 5 - déplacement du véhicule est nulle, pour un régime quelconque du moteur thermique. Elle dispose de deux modes de fonctionnement hybrides, entre lesquels elle peut commuter grâce aux moyens de commande ml, m2 associés au troisième train épicycloïdal G3. Elle dispose aussi d'un mode électrique pur, établi en coupant le moteur thermique et pilotant l'arbre de sortie du moteur thermique à vitesse nulle (ou en l'immobilisant par des moyens appropriés, tel qu'un frein de blocage. La marche arrière du véhicule peut aussi être obtenue en mode hybride ( marche arrière hybride ). En se reportant à la figure 2 (où l'emplacement des étages de réduction R n'a aucune valeur limitative), on voit que la voie principale de puissance présente en plus un train inverseur G4 en sortie du moteur thermique. Plus précisément, le train inverseur G4 est disposé entre le moteur thermique M et le départ de la dérivation de puissance à partir de la voie principale, c'est-à-dire derrière le moteur, en entrée de la transmission. Il est utilisé pour inverser le mouvement issu du moteur, dans le but principal de disposer d'un mode de fonctionnement spécifique de marche arrière. Le train inverseur G4 est associé à un embrayage supplémentaire E, permettant de coupler son porte satellite PS4 et sa couronne C4, et à un frein supplémentaire F, permettant d'immobiliser son porte satellites PS4. Le mode dit de marche arrière hybride est obtenu en fermant le frein supplémentaire, ou frein de marche arrière F. Dans cette situation, la sortie du train inverseur G4 tourne en sens opposé à l'arbre sortant du moteur M. Le véhicule est donc entraîné en marche arrière. Il bénéficie de toutes les plages d'utilisation offertes par la dérivation de puissance et les deux modes de fonctionnement hybrides de la transmission, avec une variation infiniment variable du rapport, et la possibilité de commuter entre deux modes de fonctionnement hybrides, comme en marche avant. La marche avant classique est conservée en fermant l'embrayage supplémentaire E. Tous les éléments du train inverseur G4 tournent alors à la vitesse du moteur. Enfin, le blocage de l'arbre primaire est possible en fermant simultanément l'embrayage E et le frein F supplémentaires. Dans cette situation, le train inverseur G4 est bloqué, de même que le moteur M, de sorte que la transmission peut fonctionner en mode électrique pur, avec des performances améliorées. Sur la figure 2, le mouvement du moteur entre dans le train inverseur G4 par son planétaire P4. Toutefois, sans sortir du cadre de l'invention, le mouvement du moteur peut aussi entrer dans le train inverseur par sa couronne, et sortir par son planétaire. De même, la figure 2 montre que l'embrayage supplémentaire E est placé entre la couronne C4 et le porte satellites PS4 du train inverseur, mais selon les contraintes architecturales rencontrées, on peut - 7 - également placer cet embrayage entre la couronne C4 et le planétaire P4, ou entre le planétaire P4 et le porte satellites PS4, sans sortir du cadre de l'invention. En résumé, la transmission dispose de trois positions, dont une position de marche avant hybride, où l'embrayage supplémentaire est fermé, une position de marche arrière hybride, où le frein supplémentaire est fermé, et une position de mode électrique pur performant, où l'arbre de sortie du moteur est immobilisée par fermeture simultanée du frein et de l'embrayage supplémentaires. Grâce à l'invention, on dispose d'un mode de fonctionnement supplémentaire, spécifique à la marche arrière en fonctionnement hybride, disposant des mêmes plages de fonctionnement que la marche avant. Elle aussi conserve la possibilité de bloquer l'arbre de sortie du moteur pour disposer d'un mode électrique pur , avec des performances élevées. REVENDICATIONS 1. Transmission hybride infiniment variable à dérivation de puissance disposant d'un mode de fonctionnement électrique pur et deux modes de fonctionnement hybrides, dont les éléments constitutifs sont répartis entre voie de puissance principale et une voie de dérivation de puissance reliant en parallèle le moteur thermique (M) aux roues (V) du véhicule, ces moyens incluant au moins trois trains épicycloïdaux (G1, G2, G3), deux machines électriques (ME1, ME2) rejoignant la voie de dérivation de puissance, et un étage de réduction (R), caractérisée en ce qu'elle comporte en plus un train inverseur (G4) en sortie du moteur thermique. 2. Transmission hybride selon la revendication 1, caractérisée en ce que le train inverseur (G4) est disposé entre le moteur thermique (M) et le départ de la dérivation de puissance à partir de la voie principale. 3. Transmission hybride selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le train inverseur (G4) est associé à un embrayage supplémentaire (E) permettant de coupler son porte satellite (PS4) et sa couronne (C4), et à un frein supplémentaire (F) permettant d'immobiliser son porte satellites (PS4). 4. Transmission hybride selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que le mouvement du moteur (M) entre dans le train inverseur (G4) par son planétaire (P4). 5. Transmission hybride selon la revendication 1, 2, ou 3 caractérisée en ce que le mouvement du moteur (M) entre dans le train inverseur (G4) par sa couronne (C4). 6. Transmission hybride selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'embrayage supplémentaire (E) est placé entre la couronne (C4) et le porte satellites (PS4) du train inverseur (G4). 7. Transmission hybride selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle dispose d'une position de marche avant hybride, où l'embrayage supplémentaire (E) est fermé. 8. Transmission hybride selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle dispose d'une position de marche arrière hybride, où le frein supplémentaire (F) est fermé. 9. Transmission hybride selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle dispose d'une position de blocage où l'arbre de sortie du moteur est immobilisé en fermant simultanément l'embrayage (E) et le frein (F) supplémentaires. 10. Groupe motopropulseur de véhicule hybride, caractérisé en ce qu'il comporte une transmission conforme à l'une des revendications précédentes.