Brevet FR2955806A1 — publié le 20110805

ENSEMBLE COMPORTANT UN MOTEUR THERMIQUE, UN ALTERNODEMARREUR ET UN COMPRESSEUR DE CLIMATISATION ATTELE AU MOTEUR THERMIQUE ET VEHICULE COMPORTANT UN TEL ENSEMBLE [0001 La présente invention concerne un ensemble comportant un moteur thermique, un alternodémarreur et un compresseur de climatisation attelé au moteur thermique dispositif d'entraînement d'un compresseur de climatisation attelé au moteur thermique, et s'applique tout particulièrement aux véhicules qui dans certaines conditions, opèrent avec un moteur thermique à l'arrêt, à l'exemple des véhicules hybrides ou des véhicules équipés d'un dispositif d'arrêt et de redémarrage automatique. L'invention a également pour objet un véhicule équipé d'un tel ensemble. [0002] De manière classique, un véhicule hybride est propulsé par un moteur thermique et un moteur électrique ; il utilise, par conséquent, deux sources d'énergie en fonction des conditions de conduite : du carburant dans le moteur thermique et de l'électricité dans la batterie haute tension alimentant le moteur électrique. En combinant ces deux sources d'énergie, on réduit la consommation de carburant et les émissions polluantes. En fonction des conditions de conduite, on utilise une ou les deux sources d'énergie pour propulser le véhicule. [0003] La présente invention s'intéresse plus particulièrement à l'entraînement du compresseur de climatisation dans les phases de fonctionnement dans lesquelles le moteur thermique n'est pas en fonctionnement ou est en démarrage. [0004] La plupart des véhicules hybrides actuels sont équipés d'un compresseur électrique de climatisation haute tension. Cet équipement présente l'avantage de permettre de continuer à produire du froid alors que le moteur thermique est éteint, mais présente le double inconvénient d'être relativement coûteux et d'avoir un rendement inférieur à celui d'un compresseur mécanique lorsque le moteur thermique est en marche. [0005] Si l'on conserve un compresseur mécanique sur un véhicule hybride sans dispositif permettant l'entraînement dudit compresseur lorsque le moteur thermique n'est pas en marche, la gestion du confort thermique interfère avec l'optimisation énergétique du véhicule et dégrade la consommation de carburant dans des proportions plus importantes que sur un véhicule conventionnel ou hybride à compresseur électrique. [0006] Pour limiter l'impact en consommation de carburant de la gestion du confort thermique du véhicule, deux types de solutions peuvent être envisagés qui portent :sur le stockage du froid par l'intermédiaire d'une inertie thermique, et, par conséquent, sur l'optimisation du coût de la fonction réfrigération, ou bien sur des modes d'entraînement mécanique du compresseur de climatisation permettant son fonctionnement lorsque le moteur thermique n'est pas en marche. [0007] Dans ce second type de solutions, on peut, sur la façade « accessoires » du moteur thermique, désaccoupler la poulie de vilebrequin du moteur thermique. Ainsi, le compresseur de climatisation peut être entraîné par l'alterno-démarreur sans que le moteur thermique tourne. [0008] Le désaccouplement peut se faire au moyen d'un embrayage ou d'un crabot. [0009] La solution de désaccouplement par embrayage a pour inconvénient de générer une consommation d'énergie pour maintenir l'embrayage en position. La solution de désaccouplement par crabot a pour inconvénient de nécessiter un arrêt de l'entraînement du compresseur par l'alterno-démarreur afin d'accoupler le moteur. [0010 On connaît, par ailleurs, le document US 2009/0101465 Al qui décrit un système d'entraînement d'accessoire pour un véhicule, lequel comprend un moteur thermique, au moins un accessoire, un train épicycloïdal reliant le moteur thermique à l'accessoire pour permettre l'entraînement de ce dernier par le moteur thermique, un moteur générateur relié au train épicycloïdal et configuré pour entraîner l'accessoire à une vitesse prédéterminée indépendante de la vitesse du moteur thermique et pour redémarrer ce dernier tout en alimentant l'accessoire, un dispositif de transmission de couple pouvant être enclenché de manière sélective, relié au train épicycloïdal et configuré pour permettre l'entraînement de l'accessoire par le moteur générateur lorsque le moteur thermique est hors fonctionnement, et enfin un embrayage en engagement avec le dispositif de transmission de couple et configuré pour immobiliser au sol ce dispositif en dessous d'un couple prédéterminé et pour patiner à une valeur égale ou supérieure audit couple prédéterminé. [0011] Ce système présente l'inconvénient d'obliger de stopper l'entraînement de la façade pour démarrer ou éteindre le moteur thermique dans une phase où l'on utilise les accessoires de la façade, tels que la climatisation. [0012] Le but de la présente invention est de fournir un dispositif d'entraînement d'un compresseur de climatisation attelé au moteur thermique d'un véhicule hybride permettant le fonctionnement dudit compresseur lorsque le moteur thermique du véhicule est éteint, et ce en limitant l'impact en consommation de carburant de la gestion du confort thermique. [0013] Un autre but de la présente invention est de fournir un tel dispositif, qui limite également l'impact sur le temps de démarrage du moteur thermique du véhicule. [0014] Enfin, c'est également un but de la présente invention de fournir un tel dispositif, qui ne présente pas les inconvénients cités ci-dessus des dispositifs connus de l'art antérieur, qui soit, de surcroît, de conception et de réalisation simples, qui soit stable, robuste, fiable et économique. [0015] Pour parvenir à ces buts, la présente invention a pour objet un ensemble comportant un moteur thermique, un alternodémarreur et un compresseur de climatisation attelé au moteur thermique par l'intermédiaire d'une poulie montée sur le vilebrequin du moteur thermique, et un moyen de désaccouplement de ladite poulie du vilebrequin, caractérisé en ce que ledit moyen de désaccouplement est constitué par une roue libre montée entre le vilebrequin et la poulie, la roue libre étant dans le sens bloquant lorsque le moteur thermique tourne et étant dans le sens « fou » lorsque le moteur thermique est arrêté ou en démarrage, ledit véhicule comportant de plus un moyen de synchronisation du vilebrequin avec la poulie lors des phases de démarrage du moteur thermique pour alors entraîner le moteur thermique par la poulie d'entraînement. [0016] La poulie montée sur le vilebrequin est typiquement la poulie d'entrainement des accessoires. [0017] L'alternodémarreur joue à la fois un rôle d'alternateur, pour générer de la puissance électrique et un rôle de démarreur pour le démarrage ou le redémarrage du moteur thermique. L'invention s'applique tout particulièrement à des véhicules opérant pendant des périodes relativement prolongées avec le moteur thermique éteint, ce qui est le cas notamment avec des véhicules hybrides, équipés d'une machine électrique apte à propulser le véhicule ou avec des véhicules équipés d'un système dit stop and start selon lequel le moteur thermique est systématiquement arrêté dès que le véhicule est à l'arrêt, voire avant même cet arrêt, dès que le véhicule a suffisamment ralenti comme par exemple avant l'arrêt à un feu de circulation. [0018] Selon le mode préféré de réalisation de l'invention, ce moyen de synchronisation du vilebrequin avec la poulie d'entraînement des accessoires lors des phases de démarrage du moteur thermique peut être un embrayage. [0019] De préférence, cet embrayage peut être de type à liaison glissière. [0020] La présente invention a également pour objet un véhicule hybride à compresseur de climatisation attelé au moteur thermique, qui comporte un dispositif d'entraînement du compresseur conforme à celui décrit ci-dessus dans ses grandes lignes. [0021] D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un mode de réalisation préféré, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : • la figure 1 représente, de manière schématique, le principe du dispositif d'entraînement d'un compresseur de climatisation attelé au moteur thermique d'un véhicule hybride, selon la présente invention, les figure 2 à 4 représentent, de manière très schématique, le fonctionnement du dispositif de la figure 1 selon plusieurs situation de conduite, à savoir lorsque le moteur thermique tourne (figure 2), lorsque le moteur thermique est arrêté (figure 3) et lorsque le moteur thermique est en phase de démarrage (figure 4). [0022] En référence au dessin de la figure 1, on a représenté, de manière très schématique, un vilebrequin 12 de moteur à quatre cylindres en ligne (non représenté), par exemple, d'un véhicule hybride équipé d'un alterno-démareur assurant à la fois de démarrage du moteur thermique et celle de génération de puissance électrique. Le vilebrequin 12 est représenté avec ses deux manetons extérieurs alignés et ses deux manetons intérieurs alignés entre eux, à 180° avec les manetons extérieurs. Le vilebrequin 12, de manière classique, entraîne tous les éléments du moteur ayant besoin d'un mouvement rotatif, tels que la transmission primaire, l'alternateur, les contre-arbres d'équilibrage et, plus généralement, ce qui est désigné dans la suite du texte par le terme « accessoires » ou « façade des accessoires » et qui inclue la climatisation. [0023] La référence 10 désigne la poulie des accessoires, c'est-à-dire la poulie qui est sur le moteur, en bout de vilebrequin 12, et qui sert à entraîner les différents accessoires déjà mentionnés, comme, par exemple, le compresseur de la climatisation. [0024] La présente invention consiste en un système de désaccouplement de la poulie 10, et ce système de désaccouplement est formé par une roue libre, de référence 15, montée de telle sorte que le moteur thermique puisse entraîner les accessoires, et ne puisse pas être entraîné par l'alterno-démarreur. [0025] La roue libre 15 est de type connu en soi, à cliquet ou à aiguilles, par exemple. Son rôle est d'interdire la rotation par rapport à son axe (le vilebrequin) dans un sens en bloquant cette rotation, par obstacle par exemple. Dans l'autre sens, la roue libre 15 est « folle » sur son axe. [0026] Les démarrages du moteur thermique sont réalisés en fermant l'embrayage 14 à liaison à glissière 16. En dehors des phases de fonctionnement du moteur thermique, le compresseur de climatisation peut être entraîné par l'alterno-démarreur sans faire tourner le moteur thermique. [0027] Le fonctionnement du dispositif selon la présente invention sera mieux compris en regard des schémas des figures 2 à 4, qui représentent la chaîne cinématique de l'ensemble constitué par le vilebrequin 12, coaxial à la poulie 10 d'entraînement des accessoires, la poulie 20 d'entraînement du compresseur de la climatisation et la poulie 30 de l'alterno-démarreur, la liaison mécanique entre le vilebrequin, l'alterno-démarreur et la climatisation étant représentée par les brins de la courroie qui relient les trois poulies 10, 20 et 30. [0028] Sur le schéma de la figure 2, le moteur thermique est en phase de fonctionnement. Le moteur thermique tournant (sens de la flèche A sur la figure 2), la liaison mécanique entre le vilebrequin 12 et la poulie d'entraînement des accessoires 10 est assurée par la roue libre 15 qui est dans le sens « bloquant ». Le moteur thermique entraîne, alors, l'ensemble de la façade, c'est-à-dire la poulie d'entraînement des accessoires 10, par conséquent la poulie 20 du compresseur de climatisation et la poulie 30 de l'alterno-démarreur. [0029] Sur le schéma de la figure 3, le moteur thermique est arrêté, mais le compresseur de climatisation est entraîné grâce au dispositif de l'invention. Ainsi, il n'y a pas de liaison mécanique entre le vilebrequin 12 et la poulie d'entraînement des accessoires 10 grâce à la roue libre 15 qui tourne dans le sens « fou ». L'alterno-démarreur, représenté par sa poulie 30 entraîne l'ensemble de la façade des accessoires, mais la poulie d'entraînement des accessoires 10 n'entraîne pas le vilebrequin 12. [0030] Sur le schéma de la figure 4, le moteur thermique est en phase de démarrage. La liaison mécanique entre le vilebrequin 12 et la poulie d'entraînement des accessoires 10 est assurée (flèche A) par l'embrayage 14. L'alterno-démarreur, représenté encore par sa poulie 30 entraîne l'ensemble de la façade des accessoires, et la poulie d'entraînement des accessoires 10 entraîne le vilebrequin 12. [0031] La solution de désaccouplement décrite ci-dessus dans sa structure et dans son fonctionnement présente de nombreux avantages, parmi lesquels les avantages suivants : [0032] - elle permet d'entraîner le compresseur de climatisation lorsque le moteur thermique est coupé avec un impact mineur sur le temps de démarrage du moteur thermique, parce qu'en permettant la synchronisation des régimes vilebrequin 12 et poulie 10, elle ne nécessite pas d'arrêter l'alterno-démarreur pour accoupler la poulie et démarrer le moteur thermique, [0033] - elle permet aussi d'entraîner le compresseur de climatisation lorsque le moteur thermique est coupé avec un impact mineur sur la consommation de carburant, parce que la consommation énergétique de l'embrayage 14 est limitée aux seules phases de démarrage du moteur thermique (pas besoin d'énergie pour maîtriser l'embrayage fermé dans les phases de moteur tournant), [0034] - elle permet de couper le moteur thermique sans arrêter l'entraînement de la façade accessoire, [0035] - enfin, sur le plan économique, elle représente une solution moins coûteuse qu'une solution utilisant un compresseur électrique. [0036] Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté ci-dessus à titre d'exemple ; d'autres modes de réalisation peuvent être conçus par l'homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention. REVENDICATIONS1. Ensemble comportant un moteur thermique, un alternodémarreur et un compresseur de climatisation attelé au moteur thermique par l'intermédiaire d'une poulie (10) montée sur le vilebrequin (12) du moteur thermique, et un moyen de désaccouplement de ladite poulie (10) du vilebrequin (12), caractérisé en ce que ledit moyen de désaccouplement est constitué par une roue libre (15) montée entre le vilebrequin (12) et la poulie (10), la roue libre (15) étant dans le sens bloquant lorsque le moteur thermique tourne et étant dans le sens « fou » lorsque le moteur thermique est arrêté ou en démarrage, ledit véhicule comportant de plus un moyen de synchronisation (14) du vilebrequin (12) avec la poulie (10) lors des phases de démarrage du moteur thermique pour alors entraîner le moteur thermique par la poulie d'entraînement (10). 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite poulie est une poulie d'entrainement d'accessoires. 3. Ensemble selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moyen de synchronisation du vilebrequin avec la poulie est un embrayage (14). 4. Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit embrayage (14) est de type à liaison glissière (16). 5. Véhicule comportant un ensemble conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.25