Brevet FR2962179A1 — publié le 20120106

"REDUCTEUR POUR MACHINE ELECTRIQUE DE VEHICULE HYBRIDE" La présente invention concerne un réducteur placé entre une machine électrique et les roues motrices d'un véhicule hybride pour l'entraînement de ce véhicule, ainsi que le véhicule hybride lui-même. Des véhicules hybrides comportent généralement une machine électrique reliée à un accumulateur électrique, pour, en association avec un moteur thermique, obtenir différents modes de fonctionnement et réduire la consommation d'énergie ainsi que les émissions polluantes. Suivant les demandes du conducteur et les conditions de circulation, on peut notamment apporter avec la machine électrique un complément de couple moteur appliqué sur les roues motrices, recharger les batteries au freinage du véhicule en délivrant un couple de freinage sur ces roues motrices, ou rouler uniquement avec le moteur électrique sans émettre de gaz polluant. On peut ainsi optimiser le fonctionnement du moteur thermique et réduire sa consommation. Pour relier mécaniquement la machine électrique avec les roues du véhicule, il est généralement prévu un réducteur de vitesse composé d'engrenages entre l'arbre tournant de la machine électrique et le différentiel entrainant en rotation les arbres moteurs des roues d'un train roulant. La démultiplication que permet le réducteur de vitesse entre le moteur électrique et le différentiel est en effet nécessaire pour adapter le niveau de régime et de couple entre la machine électrique et la roue. Un réducteur de vitesse présentant deux étages d'engrenage peut être utilisé pour cela. La démultiplication totale du réducteur, correspondant au produit des rapports de démultiplication de chaque étage, est alors limitée. En effet, le rapport de démultiplication de chaque étage d'engrenage est limité pour limiter les problèmes de tenue mécanique et d'acoustique. L'augmentation du rapport de démultiplication a en effet pour conséquence de générer des bruits au niveau de l'engrenage. Pour éviter ces bruits, il est nécessaire d'augmenter les entraxes au niveau de chaque engrenage. Un tel dimensionnement entraîne alors un entraxe global important entre le différentiel et la machine électrique, en rendant plus compliquée l'implantation de ces éléments dans le véhicule. La présente invention a pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur. En particulier, la présente invention a pour objectif de fournir un réducteur de vitesse pour une machine électrique liée aux roues motrices d'un véhicule hybride, qui offre un rapport de démultiplication important sans risquer de défaillance mécanique ou la génération de bruit. Un autre objectif de l'invention est de fournir un tel réducteur de vitesse pour machine électrique qui soit particulièrement compact, et permette une implantation facile de la machine électrique dans le véhicule. Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront plus clairement par la suite, sont atteints à l'aide d'un réducteur de vitesse composé d'engrenages placés entre l'arbre tournant d'une machine électrique et un arbre d'entrainement d'au moins une roue motrice d'un véhicule hybride, caractérisé en ce qu'il comprend : un premier engrenage formé par un pignon solidaire de l'arbre tournant de la machine électrique, en prise avec un premier pignon d'une première roue folle montée coaxialement sur l'arbre d'entrainement de la roue motrice, - un deuxième engrenage formé par un second pignon de la première roue folle, en prise avec un premier pignon d'une seconde roue folle montée coaxialement sur l'arbre tournant de la machine électrique, et un troisième engrenage formé par un second pignon de la seconde roue folle, en prise avec un pignon solidaire de l'arbre d'entrainement de la roue motrice. Avantageusement, l'arbre d'entrainement d'au moins une roue motrice est constitué par un différentiel lié en rotation aux arbres moteurs des roues d'un train roulant. Avantageusement, la première roue folle est montée sur l'arbre d'entraînement des roues motrices par l'intermédiaire de roulements. Avantageusement, la seconde roue folle est montée sur l'arbre tournant de la machine électrique par l'intermédiaire de roulements. Avantageusement, le pignon solidaire de l'arbre tournant de la machine électrique, le second pignon de la première roue folle et le second pignon de la seconde roue folle présentent des diamètres respectivement inférieurs à ceux du premier pignon de la première roue folle, du premier pignon de la seconde roue folle et du pignon solidaire de l'arbre d'entrainement des roues motrices. L'invention concerne également un véhicule hybride présentant une machine électrique associée à un moteur thermique pour l'entraînement du véhicule, dans lequel l'arbre tournant de la machine électrique est relié à un arbre d'entrainement des roues motrices par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse tel que décrit ci-dessus. 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 de la portée de la présente demande de brevet accompagnés de dessins dans lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'un réducteur pour machine électrique de véhicule hybride selon un art antérieur à la présente invention ; - la figure 2 est une représentation schématique d'un réducteur pour machine électrique de véhicule hybride selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3 est une représentation en perspective simplifiée de la machine électrique et du réducteur de la figure 2. La figure 1 représente schématiquement un réducteur selon un art antérieur à la présente invention, placé entre une machine électrique 1 et un différentiel 2 entraînant en rotation les deux roues d'un train roulant d'un véhicule. L'arbre tournant 3 de la machine électrique 1 est solidaire d'un pignon 31 qui est en prise avec un pignon 41 d'un arbre intermédiaire 4 tournant autour d'un axe parallèle à l'axe de rotation de l'arbre 3 et à l'axe de rotation 21 du différentiel 2. L'engrenage formé par les pignons 31 et 41 forme le premier étage de démultiplication du réducteur de vitesse. L'arbre intermédiaire 4 porte également un second pignon 42 qui est en prise avec un pignon 22 liée en rotation au différentiel 2. L'engrenage formé par les pignons 42 et 22 forme le deuxième étage de démultiplication du réducteur de vitesse. Le rapport de démultiplication de chaque engrenage étant proportionnel au rapport entre les diamètre des deux pignons de l'engrenage, la recherche d'une démultiplication globale du réducteur plus importante conduit à diminuer la taille des pignons 31 et 42, et augmenter la taille des pignons 41 et 22. Les pignons 31 et 42 doivent cependant présenter des dimensions suffisantes pour ne pas générer de bruit lors de leur utilisation. Par ailleurs, l'augmentation du rapport de démultiplication du réducteur de vitesse de la figure 1 entraîne une augmentation globale des diamètres des pignons 41 et 22, ce qui entraîne une augmentation de l'entraxe globale du réducteur de vitesse, représenté par la flèche 8, entre l'axe de rotation de l'arbre 3 et l'axe de rotation 21 du différentiel 2. Les figures 2 et 3 représentent la machine électrique 1 et le différentiel 2 reliés l'un à l'autre par un réducteur de vitesse selon un mode de réalisation de l'invention. L'arbre tournant 3 de la machine électrique 1 est solidaire d'un pignon 31 qui est en prise avec un premier pignon 51 solidaire d'une première roue folle 5, montée libre en rotation, par l'intermédiaire de roulements, sur le différentiel 2 avec lequel elle est coaxiale. L'engrenage formé par les pignons 31 et 51 forme un premier étage de démultiplication du réducteur de vitesse. La première roue folle 5 est également solidaire d'un second pignon 52, qui est en prise avec un premier pignon 61 solidaire d'une seconde roue folle 6, montée libre en rotation, par l'intermédiaire de roulements, sur l'axe 3 avec lequel elle est coaxial. L'engrenage formé par les pignons 52 et 61 forme un deuxième étage de démultiplication du réducteur de vitesse. La roue folle 6 est également solidaire d'un second pignon 62 qui est en prise avec le pignon 22 portée par le différentiel 2. L'engrenage formé par les pignons 62 et 22 forme un troisième étage de démultiplication du réducteur de vitesse. Le réducteur de vitesse selon l'invention présente ainsi trois étages de démultiplication, ce qui lui permet d'offrir un rapport de démultiplication important sans que les pignons 51, 61 et 22 ne présentent un diamètre trop important, qui aurait pour effet d'augmenter l'entraxe global du démultiplicateur, ni que les pignons 31, 52 et 62 ne présentent un diamètre trop faible, qui aurait pour effet de générer des bruits et de diminuer la résistance mécanique du réducteur de vitesse. Par ailleurs, les rotations coaxiales de l'arbre 3 et de la seconde roue folle 6, d'une part, et du différentiel 2 et de la première roue folle 5, d'autre part, permettent de diminuer sensiblement l'entraxe global du réducteur de vitesse, représenté par la flèche 9. Le réducteur de vitesse selon l'invention permet donc d'offrir un rapport de démultiplication important associé à une bonne compacité. REVENDICATIONS1. Réducteur de vitesse composé d'engrenages placés entre l'arbre tournant d'une machine électrique (1) et un arbre d'entrainement d'au moins une roue motrice d'un véhicule hybride, caractérisé en ce qu'il comprend : - un premier engrenage formé par un pignon (31), solidaire de l'arbre tournant (3) de la machine électrique (1), en prise avec un premier pignon (51) d'une première roue folle (5) montée coaxialement sur l'arbre d'entrainement de la roue motrice, - un deuxième engrenage formé par un second pignon (52) de la première roue folle (5), en prise avec un premier pignon (61) d'une seconde roue folle (6) montée coaxialement sur l'arbre tournant (3) de la machine électrique (1), et - un troisième engrenage formé par un second pignon (62) de la seconde roue folle (6), en prise avec un pignon (22) solidaire de l'arbre d'entrainement de la roue motrice. 2. Réducteur de vitesse selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre d'entrainement d'au moins une roue motrice est constitué par un différentiel (2) lié en rotation aux arbres moteurs des roues d'un train roulant. 3. Réducteur de vitesse selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la première roue folle (5) est montée sur l'arbre d'entraînement des roues motrices par l'intermédiaire de roulements. 4. Réducteur de vitesse selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la seconde roue folle (6) est montée sur l'arbre tournant de la machine électrique par l'intermédiaire de roulements. 5. Réducteur de vitesse selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le pignon (31) solidaire de l'arbre tournant de la machine électrique, le second pignon (52) de la première rouefolle (5) et le second pignon (62) de la seconde roue folle (6) présentent des diamètres respectivement inférieurs à ceux du premier pignon (51) de la première roue folle (5), du premier pignon (61) de la seconde roue folle (6) et du pignon (22) solidaire de l'arbre d'entraînement de la roues motrices. 6. Véhicule hybride présentant une machine électrique (1) associé à un moteur thermique pour l'entraînement du véhicule, caractérisé en ce que l'arbre tournant (3) de la machine électrique (1) est relié à un arbre d'entrainement des roues motrices par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse selon l'une quelconque des revendications 1 à 5.