Brevet FR3006027A1 — publié le 20141128

PROCEDE DE FONCTIONNEMENT D'UNE CHAINE DE TRACTION D'UN VEHICULE HYBRIDE, POUR LES DEMARRAGES EN MARCHE ARRIERE pool La présente invention concerne un procédé de fonctionnement d'une chaîne de traction d'un véhicule automobile hybride hydraulique, ainsi qu'une chaîne de traction et un véhicule automobile hybride mettant en oeuvre un tel procédé de fonctionnement. [0002] Un type de transmission connu pour un véhicule automobile hybride hydraulique, présenté notamment par le document FR-A1-2973302, comporte un train planétaire comprenant un premier élément relié à un moteur thermique, un deuxième élément relié à une pompe hydraulique, et un troisième élément relié à un différentiel de sortie entraînant les roues motrices. [0003] Le train planétaire travaillant comme un différentiel, comporte un premier manchon de synchronisation qui réalise un blocage de ce train quand il est engagé, afin de faire tourner tous les éléments à la même vitesse. [0004] La transmission comporte de plus une entrée liée à une machine hydraulique pouvant travailler en moteur ou en pompe, qui peut être reliée au 20 différentiel de sortie par deux rapports de démultiplication différents, commandés par un deuxième manchon de synchronisation. [0005] La machine hydraulique ainsi que la pompe sont connectées à des accumulateurs de pression, qui permettent de stocker une énergie lors du fonctionnement de cette pompe ou de cette machine travaillant en pompe 25 délivrant un couple de freinage, et de la restituer à la machine hydraulique pour appliquer un couple moteur sur les roues motrices. [0006] On obtient ainsi différents modes de fonctionnement, comprenant notamment un mode hybride qui adapte une traction du véhicule par le moteur thermique ou la machine hydraulique afin de réduire la consommation d'énergie, un mode sans émission de gaz polluant avec une traction uniquement par la machine hydraulique, et un mode freinage qui utilise la machine hydraulique comme une pompe freinant le véhicule, en récupérant une énergie cinétique de ce véhicule pour recharger les accumulateurs. [0007] Pour ces modes de fonctionnement, la machine hydraulique doit comporter une démultiplication suffisamment faible permettant de ne pas la faire tourner à une vitesse trop importante quand le véhicule roule assez vite, afin de limiter les émissions sonores de cette machine. [000s] Un mode de décollage du véhicule en marche avant à partir de l'arrêt, engage un des rapports de démultiplication de la machine hydraulique par le deuxième manchon de synchronisation, afin de démarrer ce véhicule avec l'énergie hydraulique. Pendant ce temps le moteur thermique peut délivrer une puissance sur le train planétaire, qui se répartit en un couple d'entraînement des roues motrices en marche avant, et un couple appliqué sur la pompe qui délivre un débit d'huile alimentant les accumulateurs et la machine hydraulique. [0009] Dans ce cas on utilise une énergie venant à la fois des accumulateurs hydrauliques et du moteur thermique, pour obtenir une puissance élevée de décollage du véhicule en marche avant, permettant de démarrer dans des conditions difficiles comprenant notamment une montée importante ou une forte charge totale de ce véhicule. [0olo] Le mode de démarrage du véhicule en marche arrière présenté par le document cité ci-dessus, utilise uniquement la machine hydraulique qui est commandée pour tourner en sens inverse, en laissant la possibilité de choisir entre les deux rapports de démultiplication reliant cette machine au différentiel de sortie. [0011] Ce mode de démarrage en marche arrière ne peut se faire qu'avec l'énergie hydraulique délivrée à la machine hydraulique par les accumulateurs de pression. En effet on ne peut pas utiliser le moteur thermique pour fournir une puissance mécanique à la pompe hydraulique en passant par le train planétaire, car ce train délivrerait en même temps aux roues motrices un couple de marche avant s'opposant à celui donné en marche arrière par la machine hydraulique. [0012] Un problème qui se pose alors est que le choix du rapport de démultiplication de la machine hydraulique pour ce démarrage en marche arrière, peut ne pas être approprié. [0013] En particulier les conditions de roulage peuvent évoluer au cours du démarrage du véhicule, avec par exemple une route plane au début de ce démarrage, suivie par une forte montée. Dans ce cas si le décollage du véhicule a commencé avec un rapport comprenant une démultiplication qui n'est pas importante, le couple délivré par la machine hydraulique peut être insuffisant pour effectuer ce démarrage dans des bonnes conditions. [0014] De plus pendant la traction du véhicule lors de ce démarrage, en particulier sur une pente, on peut difficilement changer le rapport de démultiplication car il faudrait effectuer une interruption du couple de traction qui arrêterait le véhicule. [0015] La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. [0016] Elle propose à cet effet un procédé de fonctionnement d'une chaîne de traction d'un véhicule hybride, comprenant une machine hydraulique reliée par au moins deux rapports de démultiplication aux roues motrices pour effectuer une traction du véhicule en marche avant, ou en marche arrière par l'inversion du sens de rotation de cette machine, et un moteur thermique relié à une pompe hydraulique, ainsi qu'aux roues motrices en délivrant dessus uniquement un couple de marche avant, caractérisé en ce que dans le cas d'une demande de démarrage du véhicule en marche arrière, il engage systématiquement le rapport de démultiplication donnant la plus forte démultiplication de la vitesse de la machine hydraulique. [0017] Un avantage de ce procédé de fonctionnement est que l'on peut choisir d'une part des derniers rapports de démultiplication comprenant des démultiplications plus faibles, pour obtenir lors du roulage en marche avant avec la machine hydraulique des vitesses de rotation de cette machine pas trop élevées permettant de réduire ses émissions sonores, et d'autre part un premier rapport comprenant une forte démultiplication calculée pour délivrer un couple important avec une vitesse de la machine hydraulique plus élevée, qui est utilisé systématiquement pour le démarrage du véhicule en marche arrière en assurant dans tous les cas le succès de ces démarrages. [0018] La chaîne de traction mettant en oeuvre un procédé de fonctionnement selon l'invention, peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes qui peuvent être combinées entre elles. [0019] L'invention a aussi pour objet une chaîne de traction pour un véhicule automobile, comprenant une machine hydraulique reliée par au moins deux rapports de démultiplication aux roues motrices pour effectuer une traction du véhicule en marche avant, ou en marche arrière par l'inversion du sens de rotation de cette machine, et un moteur thermique relié à une pompe hydraulique, ainsi qu'aux roues motrices en délivrant dessus uniquement un couple de marche avant, cette chaîne comportant des moyens de commande qui dans le cas d'une demande de démarrage du véhicule en marche arrière, engage systématiquement le rapport de démultiplication donnant la plus forte démultiplication de la vitesse de la machine hydraulique. [0020] Les rapports de démultiplication peuvent disposer chacun d'un couple de pignons porté par deux arbres parallèles. [0021] Avantageusement, la commande de deux rapports de démultiplication est effectuée par un manchon coulissant axialement dans les deux sens, afin de lier l'un ou l'autre des pignons se trouvant de chaque côté avec l'arbre les supportant. [0022] En particulier, le premier rapport de démultiplication est au moins deux fois plus démultiplié que le dernier rapport. [0023] L'invention a de plus pour objet un véhicule automobile hybride hydraulique disposant d'une chaîne de traction comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. [0024] 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 annexé de la figure 1 qui est un schéma d'une transmission mettant en oeuvre un procédé de fonctionnement selon l'invention. [0025] La figure 1 présente une transmission 1 comprenant des arbres disposés parallèlement entre eux. Une machine hydraulique à cylindrée variable 2 est reliée à un premier arbre d'entrée 4 de cette transmission, supportant un premier pignon menant libre en rotation 6 qui engrène avec un pignon mené 8 fixé sur un deuxième arbre 10, pour former une première réduction de vitesse R1 comprenant une démultiplication importante. [0026] Le premier arbre d'entrée 4 supporte un deuxième pignon menant libre 12, qui engrène avec un pignon mené 14 fixé sur le deuxième arbre 10, pour former une deuxième réduction de vitesse R2 comprenant une démultiplication nettement plus faible. [0027] Un manchon double de synchronisation 16 coulissant axialement entre les deux pignons libres 6, 12, permet de lier l'un ou l'autre de ces pignons avec le premier arbre 4, afin d'engager le rapport de démultiplication correspondant. [0028] En variante le manchon double 16 peut comporter uniquement un système de crabotage simplifié, ne comprenant pas de dispositif de synchronisation des vitesses. La synchronisation de la vitesse du premier arbre 4 est alors faite par la commande de la pompe hydraulique 2, qui ajuste la vitesse de cette pompe en fonction de celle du pignon libre 6, 12 qui doit être lié à cet arbre. [0029] Le deuxième arbre 10 comporte un pignon de sortie 18 fixé dessus, qui engrène avec la couronne 20 d'un différentiel de sortie 22 répartissant le mouvement vers les deux roues motrices 24 du véhicule. [0030] On obtient ainsi la possibilité d'entraîner directement les roues motrices 24 par la machine hydraulique 2 utilisée en moteur quand le manchon de synchronisation 16 est engagé, avec un sens de marche du véhicule en avant ou en arrière suivant le sens de rotation de cette machine. [0031] Un moteur thermique 30 ainsi qu'une pompe hydraulique 32 entraînant des arbres parallèles de la transmission 1, sont reliés à un train planétaire non représenté, afin de réaliser différents modes de fonctionnement comprenant à partir de ce moteur un entraînement de la pompe, et des roues motrices 24 en marche avant. [0032] La machine hydraulique 2 et la pompe 32 sont connectées à des accumulateurs de pression non représentés. [0033] La machine hydraulique 2 peut aussi fonctionner en pompe, un des deux rapports de démultiplication R1, R2 étant engagé, afin de recharger les accumulateurs de pression en récupérant une énergie cinétique du véhicule. [0034] En particulier, le moteur thermique 30 peut actionner la pompe 32 pendant le démarrage du véhicule en marche avant effectué avec la machine hydraulique 2, afin de délivrer une énergie hydraulique utilisée par cette machine pour fournir un couple de démarrage important. De plus pendant ce démarrage, le moteur thermique 30 délivre aussi par le train planétaire un certain couple de marche avant sur les roues motrices 24. [0035] Par contre pour la marche arrière comportant la traction du véhicule avec la machine hydraulique 2 comprenant un sens de rotation inversé, le moteur thermique 30 ne peut pas être démarré pour entraîner la pompe 32, car il appliquerait avec cette disposition du train planétaire, un couple de marche avant sur les roues motrices 24 s'opposant à celui délivré par cette machine hydraulique. Les accumulateurs de pression ne peuvent alors pas être rechargés pendant le démarrage et le roulage du véhicule en marche arrière. [0036] Pour une commande de la marche arrière demandée par le conducteur, le procédé de commande selon l'invention engage alors systématiquement le premier rapport de démultiplication R1, qui procure à la machine hydraulique 2 une démultiplication importante lui permettant de délivrer un couple élevé sur les roues motrices 24. Ce premier rapport de démultiplication R1 est calculé pour assurer un décollage du véhicule dans les conditions les plus difficiles, même avec des accumulateurs de pression faiblement chargés, comprenant une pression relativement basse. [0037] On peut alors prévoir un deuxième rapport de démultiplication R2 peu démultiplié, qui est calculé pour assurer à la machine hydraulique 2 une vitesse de rotation relativement faible pendant les différents roulages en marche avant afin de réduire les émissions sonores. [0038] On obtient une transmission 1 relativement simple, ne comportant pas de système de marche arrière spécifique nécessitant des engrenages et une 20 commande pour inverser le couple venant du moteur thermique. [0039] De plus le deuxième rapport de démultiplication R2 peut comporter une démultiplication particulière adaptée pour des roulages à des vitesses moyennes ou élevées, avec un faible niveau sonore qui est sensiblement proportionnel à la vitesse de rotation de la machine hydraulique 2, et une 25 consommation d'énergie réduite, sans tenir compte des contraintes de démarrage du véhicule en marche arrière. [0040] En pratique un premier rapport de démultiplication R1 qui est au moins deux fois plus démultiplié que le deuxième rapport R2, peut être suffisant pour assurer les contraintes des modes de fonctionnement utilisant ces deux rapports. On notera que le procédé de fonctionnement selon l'invention convient aussi pour une transmission comprenant plus de deux rapports reliant la machine hydraulique 2 au différentiel de sortie 22. REVENDICATIONS1 - Procédé de fonctionnement d'une chaîne de traction d'un véhicule hybride, comprenant une machine hydraulique (2) reliée par au moins deux rapports de démultiplication (R1, R2) aux roues motrices (24) pour effectuer une traction du véhicule en marche avant, ou en marche arrière par l'inversion du sens de rotation de cette machine, et un moteur thermique (30) relié à une pompe hydraulique (32), ainsi qu'aux roues motrices en délivrant dessus uniquement un couple de marche avant, caractérisé en ce que dans le cas d'une demande de démarrage du véhicule en marche arrière, il engage systématiquement le rapport de démultiplication donnant la plus forte démultiplication (R1) de la vitesse de la machine hydraulique (2). 2 - Chaîne de traction pour un véhicule automobile, comprenant une machine hydraulique (2) reliée par au moins deux rapports de démultiplication (R1, R2) aux roues motrices (24) pour effectuer une traction du véhicule en marche avant, ou en marche arrière par l'inversion du sens de rotation de cette machine, et un moteur thermique (30) relié à une pompe hydraulique (32), ainsi qu'aux roues motrices en délivrant dessus uniquement un couple de marche avant, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de commande qui dans le cas d'une demande de démarrage du véhicule en marche arrière, engage systématiquement le rapport de démultiplication donnant la plus forte démultiplication (R1) de la vitesse de la machine hydraulique (2). 3 - Chaîne de traction selon la revendication 2, caractérisée en ce que les rapports de démultiplication (R1, R2) disposent chacun d'un couple de pignons (6, 8, 12, 14) porté par deux arbres parallèles (4, 10). 4 - Transmission selon la revendication 3, caractérisée en ce que la commande de deux rapports de démultiplication (R1, R2) est effectuée par un manchon (16) coulissant axialement dans les deux sens, afin de lier l'un ou l'autre des pignons se trouvant de chaque côté (6, 12) avec l'arbre les supportant (4). - Transmission selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que le premier rapport de démultiplication (R1) est au moins deux fois plus démultiplié que le dernier rapport (R2). 6 - Véhicule automobile hybride hydraulique disposant d'une chaîne de 5 traction, caractérisé en ce que cette chaîne est réalisée selon l'une quelconque des revendications 2 à5.