Brevet FR2930483A1 — publié le 20091030

TRANSMISSION COMPORTANT UN TREUIL POUR UN VEHICULE AVEC MOTORISATION ELECTRIQUE La présente invention concerne une transmission comportant l'entraînement d'un treuil, pour un véhicule équipé d'une machine électrique de motorisation de roues motrices. Les véhicules automobiles, en particulier à quatre roues motrices prévus pour rouler sur tous terrains, peuvent être équipés d'un treuil d'enroulement d'un câble comprenant un cylindre horizontal motorisé, sur lequel on peut enrouler un câble de traction dont l'extrémité peut par exemple être fixée sur un point d'ancrage fixe pour tirer le véhicule, ou être fixée à un autre véhicule pour le tirer. D'une manière connue ce treuil peut être motorisé par un moteur électrique intégré alimenté par l'accumulateur électrique du véhicule, par un moteur hydraulique alimenté par une pompe reliée au moteur thermique du véhicule, ou directement par un entraînement mécanique comprenant une prise de force reliée à la transmission du véhicule, motorisée par le moteur thermique. Pour un entraînement mécanique par la transmission du véhicule, cette disposition est encombrante et lourde. De plus elle oblige à réaliser une cinématique particulière pour disposer le treuil dans une position adaptée, permettant une bonne utilisation avec une orientation convenable du câble de traction. Un autre type connu de treuil entraîné par la transmission, est présenté notamment dans le document US-3784163. Le treuil comporte un cylindre fixé sur l'axe d'une roue motrice du véhicule, ou deux cylindres fixés sur l'axe des roues motrices d'un même essieu, qui tournent avec les roues pour enrouler un câble fixé dessus. De cette manière une rotation des roues commandée par la transmission, entraîne en même temps le treuil pour par exemple, extraire ce véhicule enlisé dans de la boue. Pour un entraînement du treuil par un moteur hydraulique, il est nécessaire de prévoir une pompe hydraulique liée au moteur du véhicule, et des distributeurs de commandes du fluide, ce qui est relativement complexe, encombrant, et représente un coût élevé. Pour une motorisation par un moteur électrique intégré, cette motorisation peut être plus facile à mettre en oeuvre avec un encombrement réduit, et nécessitant seulement un raccordement électrique. Par contre pour un moteur électrique choisi avec une certaine compacité pour réduire le poids et le coût, ce moteur délivre alors une puissance limitée, et s'échauffe en travaillant ce qui oblige à utiliser le treuil pendant de courtes périodes. L'endurance du moteur ainsi que sa durée de vie ne sont pas très élevées, on ne peut l'utiliser que pour des usages courts. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure, et de proposer un treuil pour un véhicule équipé d'un moteur de traction électrique, compact, peu onéreux, et permettant un usage intensif. Elle propose à cet effet une transmission comportant un treuil, pour un véhicule avec motorisation électrique liée à un différentiel d'entraînement de roues motrices du véhicule, caractérisée en ce que la transmission comporte entre le moteur électrique et le différentiel, un dispositif de verrouillage permettant alternativement l'entraînement par le moteur électrique, soit du différentiel, soit du treuil pour l'enroulement d'un câble. Un avantage essentiel de cette transmission sur ce type de véhicule, est qu'on peut de la sorte utiliser de manière simple et économique un moteur électrique pouvant généralement délivrer une puissance importante, qui est déjà présent dans le véhicule, pour assurer la motorisation du treuil. La transmission comportant un treuil selon l'invention peut en outre comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, le dispositif de verrouillage comprend un crabotage comportant entre deux positions d'extrémité permettant l'entraînement par le moteur électrique soit du différentiel, soit du treuil, une position médiane de point mort où aucun élément n'est engagé. La machine électrique peut être disposée transversalement par rapport au véhicule, suivant un même axe que le différentiel. Le différentiel peut être au moins partiellement intégré dans la machine électrique. Avantageusement, le treuil comporte un tambour disposé suivant un même axe que le différentiel, ce tambour étant traversé par un arbre de sortie du différentiel. Avantageusement, le dispositif de crabotage est disposé suivant un même axe que le différentiel. Le treuil peut se trouver axialement accolé sur le côté de la transmission, le tambour du treuil comportant un arbre creux qui peut être directement lié à la machine électrique par le dispositif de crabotage. La machine électrique et la transmission peuvent être disposées transversalement, sensiblement au milieu du véhicule. Avantageusement, la transmission équipe un véhicule comportant au moins deux essieux motorisés par la machine électrique et par un moteur thermique. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple, en référence au dessin unique annexé qui présente en coupe axiale une machine électrique de motorisation d'un essieu d'un véhicule, liée à un différentiel situé sur le même axe que cette machine électrique, par une transmission selon l'invention. Pour réaliser des économies d'énergie et des réductions d'émissions de gaz polluants, on utilise de plus en plus des machines électriques reliées à un accumulateur électrique, pour l'entraînement des véhicules. Ces machines peuvent être utilisées soit seuls pour réaliser un véhicule tout électrique, soit associées à un moteur thermique pour optimiser le fonctionnement de ce moteur, en réalisant un véhicule hybride. Pour un véhicule hybride, suivant les demandes du conducteur et les conditions de circulation, on peut associer les deux motorisations pour notamment délivrer un complément de couple moteur avec la machine électrique, recharger les batteries au freinage du véhicule en délivrant un couple de freinage, ou rouler uniquement avec le moteur électrique sans émettre de gaz polluants. On peut ainsi optimiser le fonctionnement du moteur thermique et réduire sa consommation de carburant. La figure 1 présente une machine électrique 2 d'un véhicule 4, qui 10 entraîne par une transmission 1 un essieu moteur comportant deux roues motrices 6. Dans cet exemple, la machine électrique 2 peut être la seule motorisation d'un véhicule qui est alors un véhicule électrique. En variante le véhicule peut être hybride, comprenant un moteur thermique qui entraîne le 15 même essieu moteur, où un autre essieu du véhicule. La machine électrique 2 comporte un rotor disposé transversalement entre les deux roues motrices 6, ce rotor entraînant par la transmission 1 un différentiel 8 qui est placé dans cet exemple à l'intérieur de la machine électrique suivant un même axe, ce qui forme un ensemble très compact. 20 Le différentiel 8 comporte un boîtier comprenant des pignons internes, qui répartissent le mouvement et entraînent deux arbres de roues 10 liés aux roues motrices 6, ces arbres sortant axialement de part et d'autre de l'ensemble formé par la machine électrique 2 et sa transmission 1. La transmission 1 comprend de plus un treuil comportant un tambour 25 26, disposé axialement sur un côté de la transmission 1, à l'extérieur de la machine électrique 2 et suivant un même axe que le différentiel 8. Le tambour 26 est creux, pour permettre à un arbre de sortie du différentiel 28 de le traverser. L'arbre de sortie du différentiel 28 est entouré d'une part, axialement du 30 côté du différentiel 8, par une couronne 22 liée au boîtier du différentiel 8, et d'autre part axialement vers l'extérieur, par un arbre creux 24 d'entraînement du tambour 26 du treuil. Un crabot 20 commandé par un actionneur non représenté, se trouve axialement entre la couronne 22 du différentiel 8, et l'arbre creux 24 du treuil. Ce crabot 20 est relié au rotor de la machine électrique 2 par des cannelures axiales d'entraînement, lui permettant de coulisser et de venir alternativement se craboter dans deux positions d'extrémité axiales, d'un côté sur la couronne 22 du différentiel 8, ou d'un autre côté sur l'arbre creux 24 du treuil 26. Entre ces deux positions d'extrémité du crabot 20, se trouve une position médiane de point mort où aucun élément n'est craboté. Pour un crabotage du différentiel 8, on réalise une liaison entre la machine électrique 2 et les roues motrices 6, permettant de délivrer par la machine électrique, un couple moteur ou un couple de freinage lors du roulage du véhicule. Pour une position de point mort, la machine électrique 2 est découplée des roues 18 du véhicule, pour permettre par exemple un roulage sans entraîner cette machine, ce qui réduit les pertes dues aux frottements ou à l'inertie de la machine électrique. Pour un crabotage du treuil 26 par son arbre creux 24, on peut en commandant une rotation de la machine électrique 2 manoeuvrer le treuil, cette machine pouvant délivrer généralement une forte puissance pendant des durées assez longues, car dimensionnée pour fournir un couple de traction du véhicule En particulier, cette manoeuvre du treuil 26 peut se faire en douceur dans un sens ou dans l'autre, car la machine électrique 2 d'une motorisation hybride dispose généralement d'une commande électronique permettant de contrôler la vitesse ou le couple de cette machine. A partir d'une position de point mort, pour le crabotage de la machine électrique 2 lorsque le véhicule avance, la synchronisation de la vitesse de cette machine avant le crabotage peut se faire sans utiliser de dispositif de synchronisation par friction, en pilotant directement la vitesse de la machine par le calculateur de contrôle de la transmission pour l'ajuster suivant la vitesse cible à atteindre. L'actionneur du crabot 20 peut être un simple levier commandé manuellement, ou un actionneur électrique, hydraulique ou pneumatique. Un simple actionneur à trois positions et de faible puissance est suffisant. En variante l'un ou l'autre des crabots pourrait comprendre un embrayage, permettant un accouplement en douceur de la machine électrique 2 au différentiel 8, ou au treuil 26. Avantageusement le treuil 26 est axialement accolé à la transmission 1. L'ensemble formé par la machine électrique 2, la transmission 1 ainsi que le treuil 26, se trouve transversalement sensiblement au milieu du véhicule, le treuil occupant alors un volume généralement pas utilisé. On dispose ainsi avec une transmission compacte, simple et économique, d'un treuil de forte capacité et permettant un usage intensif. Dans cet exemple, le treuil se trouve disposé suivant un axe transversal, sous le véhicule. On peut ensuite utiliser des guides ou des poulies de renvoi, pour diriger le câble de traction vers l'avant ou l'arrière du véhicule. La transmission suivant l'invention est particulièrement intéressante sur un véhicule hybride disposant d'un moteur thermique entraînant par une transmission conventionnelle un premier essieu, et d'un moteur électrique entraînant par la transmission suivant l'invention, un deuxième essieu. Les deux essieux ainsi motorisés, réalisent un véhicule tous terrains à quatre roues motrices pour lequel un treuil peut être particulièrement utile. REVENDICATIONS1 ù Transmission comportant un treuil (26), pour un véhicule avec motorisation électrique (2) liée à un différentiel (8) d'entraînement de roues motrices (6) du véhicule, caractérisée en ce que la transmission (1) comporte entre le moteur électrique et le différentiel, un dispositif de verrouillage (20) permettant alternativement l'entraînement par le moteur électrique (2), soit du différentiel (8), soit du treuil (26) pour l'enroulement d'un câble. 2 ù Transmission suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de verrouillage comprend un crabotage comportant entre deux positions d'extrémité permettant l'entraînement par le moteur électrique (2) soit du différentiel (8), soit du treuil (26), une position médiane de point mort où aucun élément n'est engagé. 3 ù Transmission suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la machine électrique (2) est disposée transversalement par rapport au véhicule, suivant un même axe que le différentiel (8). 4 ù Transmission suivant la revendication 3, caractérisée en ce que le différentiel (8) est au moins partiellement intégré dans la machine électrique (2). 5 ù Transmission suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le treuil (26) comporte un tambour disposé suivant un même axe que le différentiel (8), ce tambour étant traversé par un arbre (28) de sortie du différentiel. 6 ù Transmission suivant la revendication 5, caractérisée en ce que le dispositif de crabotage (20) est disposé suivant un même axe que le différentiel (8). 7 ù Transmission suivant les revendications 5 et 6, caractérisée en ce que le treuil (26) se trouve axialement accolé sur le côté de la transmission (1), le tambour du treuil comportant un arbre creux (24) qui peut être directement lié à la machine électrique (2) par le dispositif de crabotage (20).8 ù Transmission suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la machine électrique (2) et la transmission (1) sont disposées transversalement, sensiblement au milieu du véhicule. 9 ù Transmission suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la transmission (1) équipe un véhicule comportant au moins deux essieux motorisés par la machine électrique (2) et par un moteur thermique.