Brevet FR3008039A1 — publié le 20150109

VEHICULE HYBRIDE COMPRENANT UN COMPRESSEUR DE CLIMATISATION ENTRAINE PAR UN ESSIEU pool La présente invention concerne un groupe motopropulseur pour un véhicule hybride, ainsi qu'un véhicule hybride comportant un tel groupe motopropulseur. [0002] Un type de véhicule hybride connu, présenté notamment par le document FR-A1-2973302, comporte une transmission recevant la puissance d'un moteur thermique ainsi que d'une machine hydraulique, afin d'entraîner les roues motrices suivant différentes combinaisons. La transmission comporte de plus une pompe hydraulique qui peut recharger des accumulateurs de pression afin de stocker une énergie auxiliaire sous forme de pression hydraulique, pour la restituer ensuite à la machine hydraulique. [0003] On obtient différents modes de fonctionnement comprenant notamment un mode avec une traction du véhicule uniquement par la machine hydraulique comportant le moteur thermique arrêté, sans émission de gaz polluants, un mode avec une traction du véhicule par la machine hydraulique et par le moteur thermique, et un mode avec le moteur thermique uniquement. [0004] Par ailleurs d'une manière habituelle pour les véhicules équipés d'un système de climatisation, un compresseur de climatisation est relié directement au moteur thermique afin de pouvoir l'entraîner à chaque instant suivant la demande de refroidissement de l'habitacle. On peut assurer ainsi le confort, à partir du moment où le moteur thermique est en marche. [0005] Cependant pour les véhicules hybrides comprenant un système de stockage d'énergie auxiliaire, qui peut être électrique ou hydraulique, disposant d'une capacité importante assurant un roulage du véhicule assez long avec le moteur thermique arrêté, on a alors un arrêt du compresseur de climatisation, et la prestation de confort n'est plus assurée. En particulier, les temps d'arrêt du moteur thermique peuvent dépasser la moitié du temps de roulage total. [0006] On peut dans ce cas redémarrer le moteur thermique pour entraîner le compresseur de climatisation et générer du froid. Toutefois ces démarrages successifs du moteur thermique réduisent la performance énergétique du groupe motopropulseur. [0007] Un autre type de véhicule hybride connu, présenté notamment par le document FR-A1-2977197, comporte un moteur thermique entraînant l'arbre d'entrée d'une boîte de vitesses par une roue-libre, une machine électrique ainsi qu'un compresseur de climatisation étant reliés en permanence à cet arbre d'entrée par des étages de démultiplication comprenant des pignons. Un problème qui se pose alors est que la vitesse de rotation du compresseur de climatisation dépend du rapport choisi pour la boîte de vitesses. mos] On peut aussi de manière connue disposer un moteur électrique pour entraîner le compresseur de climatisation indépendamment du moteur thermique, en utilisant l'énergie électrique délivrée par la batterie du réseau de bord, ou par des accumulateurs constituant la source d'énergie auxiliaire qui alimente une machine électrique de traction dans le cas d'un véhicule hybride électrique. [0009] Cependant cette solution nécessite un moteur électrique avec son dispositif de commande, qui comporte un certain coût et augmente la masse du véhicule. Il faut aussi que les moyens d'alimentation de ce moteur électrique disposent d'une quantité d'énergie suffisante pour faire tourner le compresseur en permanence si nécessaire, dans le cas d'un temps de roulage assez long avec le moteur thermique arrêté. [0ol o] La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. [0011] Elle propose à cet effet un véhicule hybride comprenant un moteur thermique ainsi qu'une deuxième motorisation alimentée par une source d'énergie auxiliaire, ces deux motorisations pouvant assurer de manière indépendante la traction du véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte un compresseur de climatisation principal comprenant un embrayage d'entrée, cet embrayage étant entraîné en permanence par un essieu du véhicule. [0012] Un avantage de ce véhicule hybride est que quelle que soit la motorisation choisie pour entraîner le véhicule, ou la combinaison de ces motorisations, le compresseur de climatisation peut toujours être entraîné dès que le véhicule roule. On peut assurer dans tous les cas lors du roulage du véhicule, une prestation de climatisation de l'habitacle. [0013] Le véhicule hybride selon l'invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. [0014] Avantageusement, le compresseur de climatisation est lié à l'essieu du véhicule par une transmission comprenant un différentiel de sortie entraînant les roues motrices, recevant la puissance des deux motorisations. [0015] Avantageusement, la transmission comporte un arbre parallèle lié en rotation au différentiel de sortie, cet arbre recevant la puissance des deux 20 motorisations. [0016] Le compresseur de climatisation peut être entraîné par l'arbre parallèle. [0017] En particulier, le compresseur de climatisation peut disposer d'un arbre aligné sur son axe, comprenant un pignon qui engrène avec un autre 25 pignon porté par l'arbre de la deuxième motorisation, qui engrène à son tour avec un pignon porté par l'arbre parallèle. [0018] Avantageusement, la transmission comporte un train planétaire relié au moteur thermique, et à une machine délivrant un couple de réaction en recevant une puissance mécanique, pour recharger des moyens de stockage de l'énergie auxiliaire. [0019] En particulier l'énergie auxiliaire peut être un fluide hydraulique sous pression, ou une énergie électrique. [0020] Selon un mode particulier de réalisation, le compresseur de climatisation est entraîné en permanence par l'essieu du véhicule qui n'est pas lié aux motorisations. [0021] En complément, le véhicule peut comporter un compresseur de climatisation complémentaire directement entraîné par le moteur thermique. [0022] 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 et de manière non limitative, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 présente un schéma d'un groupe motopropulseur pour un véhicule hybride hydraulique selon l'art antérieur, comprenant un compresseur de climatisation entraîné directement par le moteur thermique ; - la figure 2 présente un schéma d'un groupe motopropulseur pour un véhicule hybride hydraulique ou électrique selon l'art antérieur, comprenant un compresseur de climatisation entraîné par un moteur électrique alimenté par la batterie du réseau de bord ; - la figure 3 présente un schéma d'un groupe motopropulseur pour un véhicule hybride électrique selon l'art antérieur, comprenant un compresseur de climatisation entraîné par un moteur électrique alimenté par les batteries de la machine électrique de traction ; - les figures 4 et 5 présentent des schémas d'un groupe motopropulseur pour un véhicule hybride selon l'invention qui est respectivement hydraulique et électrique ; et - les figures 6 et 7 présentent en variante des schémas d'un groupe motopropulseur pour ces véhicules hybrides, comprenant de plus un compresseur de climatisation entraîné par le moteur thermique. [0023] La figure 1 présente un groupe motopropulseur pour un véhicule hybride hydraulique, comportant une transmission 2 recevant la puissance d'un moteur thermique 4 et d'une machine hydraulique 6, pour la transmettre suivant différentes combinaisons aux roues motrices 8. La machine hydraulique 6 est alimentée par des accumulateurs de pression 10 constituant une source d'énergie auxiliaire, qui peuvent être rechargés par une pompe non représentée, ou par cette machine hydraulique fonctionnant en pompe. [0024] Un mode de fonctionnement particulier comporte l'entraînement du véhicule par la machine hydraulique 6 avec une consommation d'énergie venant des accumulateurs de pression 10, le moteur thermique 4 étant arrêté pour ne pas émettre de gaz polluants. [0025] Le moteur thermique 4 entraîne de manière permanente par une courroie 16, un embrayage d'entrée 14 d'un compresseur de climatisation 12. On obtient ainsi suivant la demande des passagers, un refroidissement de l'habitacle uniquement dans le cas où le moteur thermique 4 est en marche. [0026] Dans le cas où le moteur thermique 4 est à l'arrêt, il faut alors soit attendre que le système de contrôle du groupe motopropulseur démarre ce moteur en fonction de ses besoins propres dépendant de l'optimisation de la consommation d'énergie, avec une dégradation du confort, ou soit forcer le démarrage de ce moteur avec une consommation d'énergie qui n'est pas optimisée. [0027] La figure 2 présente un groupe motopropulseur comprenant un même type de transmission 2 recevant la puissance du moteur thermique 4, et d'une motorisation auxiliaire 18 reliée à une réserve d'énergie auxiliaire 28, qui peut être en particulier une machine hydraulique recevant un fluide d'accumulateurs de pression, ou une machine électrique alimentée par des batteries haute tension. La réserve d'énergie auxiliaire 28 peut recevoir une quantité d'énergie suffisamment importante pour assurer la traction de ce véhicule pendant des durées assez longues. [0028] Le compresseur de climatisation 12 est entraîné par un moteur électrique 24 qui reçoit l'énergie de la batterie 26 du réseau de bord, permettant de faire tourner ce compresseur à la demande lorsque le moteur thermique 4 est arrêté, indépendamment de la réserve d'énergie auxiliaire 28. [0029] Toutefois quand le moteur thermique 4 est arrêté, l'alternateur habituellement relié à ce moteur n'est plus entraîné, et la batterie du réseau de bord 26 n'est pas rechargée. Il faut prévoir alors une réserve d'énergie suffisante dans cette batterie 26 pour alimenter le moteur électrique 24 quand ces arrêts du moteur thermique 4 sont prolongés. [0030] La figure 3 présente un même type de groupe motopropulseur pour un véhicule hybride comprenant une machine électrique 20, alimentée par des batteries haute tension 22 constituant la source d'énergie auxiliaire. [0031] Le moteur électrique 24 entraînant le compresseur de climatisation 12, reçoit l'énergie des batteries haute tension 22 pour faire tourner ce compresseur à la demande. Cependant il faut prévoir un moteur électrique 24 équipé d'un système de contrôle alimenté par un convertisseur recevant l'énergie des batteries haute tension 22, formant un ensemble qui comporte un coût relativement élevé. [0032] La figure 4 présente un groupe motopropulseur comprenant une transmission 2 disposant d'un train planétaire 30 comportant un premier élément lié au moteur thermique 4, un deuxième élément lié à une pompe hydraulique à cylindrée variable 42 délivrant un couple de réaction, et le troisième élément lié à un pignon menant 32 engrenant avec un premier pignon mené 34 fixé sur un arbre parallèle 36. [0033] La pompe 42 est reliée à des accumulateurs de pression 10, qui alimentent aussi une machine hydraulique à cylindrée variable 6 comportant sur son arbre un pignon menant 44 engrenant avec un deuxième pignon mené 38 fixé sur l'arbre parallèle 36. La puissance reçue à la fois du train planétaire 30 et de la machine hydraulique 42 sur l'arbre parallèle 36, est transmise à un pignon intermédiaire 52 qui engrène avec une couronne 40 du différentiel entraînant les roues motrices 8. [0034] On peut réaliser ainsi différentes combinaisons comprenant un entraînement du véhicule uniquement par la machine hydraulique 6, le moteur thermique 4 restant à l'arrêt, un entraînement par le moteur thermique qui en même temps actionne la pompe 42 pour recharger les accumulateurs de pression 10, et un entraînement direct par le moteur thermique sans utiliser le circuit hydraulique. [0035] Le groupe motopropulseur comporte de plus un compresseur de climatisation 46 relié par un embrayage 48 à un arbre aligné axialement, comprenant un pignon 50 engrenant avec le pignon menant 44 de la machine hydraulique 6. De cette manière en passant par l'arbre parallèle 36 et ce pignon menant 44, et en fermant l'embrayage 48, le compresseur de climatisation 46 est systématiquement entraîné par le véhicule quand il roule. [0036] On peut alors assurer la fonction climatisation de l'habitacle dès que le véhicule est roulant en fermant l'embrayage 48, quel que soit l'état du moteur thermique 4 qui peut être arrêté. De plus l'embrayage 48 permet quand le véhicule roule, de laisser à l'arrêt le compresseur de climatisation 46 s'il n'y a pas de besoin de refroidissement, afin de réduire les frottements ainsi que la consommation d'énergie. [0037] En variante selon l'invention, le compresseur de climatisation 46 comprenant son embrayage en entrée 48, peut être relié à d'autres éléments de la transmission 2 assurant une liaison permanente avec la rotation du différentiel de l'essieu. Le compresseur de climatisation 46 peut aussi être relié à un élément tournant de l'essieu arrière, en particulier dans le cas d'un véhicule hybride comprenant une machine électrique de traction sur cet essieu arrière. [0038] La figure 5 présente un groupe motopropulseur comprenant une transmission 2 similaire, équipée d'un moteur électrique de traction 20 à la place de la machine hydraulique, relié en permanence au différentiel de sortie pour assurer une traction du véhicule en prélevant de l'énergie électrique dans des accumulateurs haute tension 22, ainsi qu'une machine électrique réversible 60 liée au deuxième élément du train planétaire 30 à la place de la pompe hydraulique, délivrant un couple de réaction en recevant une puissance pour recharger ces accumulateurs haute tension. [0039] Le principe du fonctionnement de ce groupe motopropulseur est similaire à celui présenté figure 4, avec de la même manière un 20 fonctionnement possible du compresseur de climatisation 46 dès que le véhicule roule. [0040] D'une manière générale, on assure un confort systématiquement quand le véhicule est roulant, avec un moyen d'entraînement du compresseur de climatisation prélevant directement une énergie mécanique 25 sur les roues du véhicule, sans passer par une transformation d'énergie demandant par exemple une recharge d'accumulateurs de pression ou de batteries pour ensuite restituer cette énergie à un moteur entraînant ce compresseur. [0041] Le confort ainsi que la consommation d'énergie du compresseur de climatisation, pour un véhicule hybride comportant une énergie auxiliaire qui peut être sous différentes formes, sont ainsi optimisés. [0042] La figure 6 présente pour le groupe motopropulseur de la figure 4, et la figure 7 présente pour le groupe motopropulseur de la figure 5, un compresseur de climatisation complémentaire 12 disposé en plus du compresseur de climatisation principal 46, comprenant un embrayage d'entrée 14 relié par une courroie 16 au moteur thermique 4. [0043] Le compresseur de climatisation complémentaire 12 est utilisé en particulier dans le cas où le véhicule est à l'arrêt, le moteur thermique 4 étant démarré pour assurer les fonctions normales du groupe motopropulseur avec une optimisation de la consommation d'énergie, ou démarré spécialement à la demande de la fonction climatisation pour générer du froid dans l'habitacle et assurer le confort des passagers. REVENDICATIONS1 - Véhicule hybride comprenant un moteur thermique (4) ainsi qu'une deuxième motorisation (6, 20) alimentée par une source d'énergie auxiliaire (10, 22), ces deux motorisations pouvant assurer de manière indépendante la traction du véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte un compresseur de climatisation principal (46) comprenant un embrayage d'entrée (48), cet embrayage étant entraîné en permanence par un essieu du véhicule. 2 - Véhicule hybride selon la revendication 1, caractérisé en ce que le compresseur de climatisation (46) est lié à l'essieu du véhicule par une transmission (2) comprenant un différentiel de sortie (40) entraînant les roues motrices (8), recevant la puissance des deux motorisations (4, 6, 20). 3 - Véhicule hybride selon la revendication 2, caractérisé en ce que la transmission (2) comporte un arbre parallèle (36) lié en rotation au différentiel de sortie (40), cet arbre recevant la puissance des deux motorisations (4, 6, 20). 4 - Véhicule hybride selon la revendication 3, caractérisé en ce que le compresseur de climatisation (46) est entraîné par l'arbre parallèle (36). 5 - Véhicule hybride selon la revendication 4, caractérisé en ce que le compresseur de climatisation (46) dispose d'un arbre aligné sur son axe, comprenant un pignon (50) qui engrène avec un autre pignon (44) porté par l'arbre de la deuxième motorisation (6, 20), qui engrène à son tour avec un pignon (38) porté par l'arbre parallèle (36). 6 - Véhicule hybride selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la transmission (2) comporte un train planétaire (30) relié au moteur thermique (4), et à une machine délivrant un couple de réaction en recevant une puissance mécanique, pour recharger des moyens de stockage de l'énergie auxiliaire (10, 22). 7 - Véhicule hybride selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'énergie auxiliaire est un fluide hydraulique sous pression, ou une énergie électrique. 8 - Véhicule automobile selon la revendication 1 ou 7, caractérisé en ce que le compresseur de climatisation (46) est entraîné en permanence par l'essieu du véhicule qui n'est pas lié aux motorisations (4, 6, 20). 9 - Véhicule hybride selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un compresseur de climatisation complémentaire (12) directement entraîné par le moteur thermique (4).