Brevet FR3032165A1 — publié le 20160805

La présente invention se rapporte à un procédé de commande d'un dispositif de transmission à variation de vitesse d'un groupe motopropulseur, en particulier pour véhicule hybride. Comme cela est déjà connu, un véhicule hybride comporte un groupe motopropulseur qui utilise, seul ou en combinaison, comme mode d'entraînement en traction/propulsion, un moteur thermique à combustion interne avec un dispositif de transmission à variation de vitesse, et/ou une machine motrice/réceptrice, comme une machine électrique rotative reliée à une source électrique, telle qu'une ou plusieurs batteries. Cette combinaison a pour avantage d'optimiser les performances de ce véhicule, notamment en réduisant les émissions de polluants dans l'atmosphère et en diminuant la consommation en carburant. Ainsi, lorsque l'on souhaite déplacer le véhicule avec un couple important sur une grande plage de vitesses tout en limitant la génération de gaz d'échappement et de bruit, comme dans un site urbain, l'utilisation de la machine électrique est privilégiée pour entraîner en déplacement ce véhicule. Par contre, le moteur thermique est utilisé pour déplacer ce véhicule lors d'utilisations où une puissance d'entraînement élevée et une grande autonomie de fonctionnement sont demandées. Comme cela est déjà connu par la demande de brevet français N°2 955 165 du demandeur, un tel groupe motopropulseur de véhicule automobile comprend un moteur thermique avec un arbre relié à un dispositif de transmission à variation de vitesse comportant un train épicycloïdal avec un planétaire et une couronne reliés chacun à l'arbre du moteur thermique par un accouplement à commande contrôlée et à une partie fixe du groupe par un accouplement automatique unidirectionnel, et un porte-satellites transmettant la variation de vitesse à l'essieu moteur du véhicule par l'intermédiaire d'une voie de transmission. De façon à augmenter la capacité de variation de vitesse lors de l'entraînement du véhicule par la machine électrique, le demandeur a associé, au dispositif de transmission à variation de vitesse du document précité, un autre train épicycloïdal reliant le train épicycloïdal de moteur à la voie de transmission de mouvement à l'essieu moteur de ce véhicule, comme cela est décrit dans la demande de brevet français N°2 962 697 du demandeur. Le demandeur a encore plus perfectionné ce dispositif de transmission en réduisant notamment son encombrement et plus particulièrement au niveau de l'autre train épicycloïdal tout en assurant une commande simple et efficace de cette transmission. A cet effet, l'invention concerne un procédé de commande d'un dispositif de transmission à variation de vitesse d'un groupe motopropulseur, en particulier pour véhicule hybride, comportant une machine motrice/réceptrice, un moteur thermique, un dispositif de variation de vitesse comprenant un train épicycloïdal de moteur avec un planétaire et une couronne reliés chacun à l'arbre de moteur par un accouplement à commande contrôlée et à une partie fixe du groupe par un accouplement automatique unidirectionnel et un porte-satellites, et un train épicycloïdal de machine placé sur un arbre sensiblement parallèle à l'arbre de moteur et reliant le train épicycloïdal de moteur à une voie de transmission de mouvement à un essieu moteur, ledit train comprenant un planétaire, une couronne et un porte satellites, caractérisé en ce qu'il consiste à bloquer le planétaire et la couronne du train épicycloïdal de machine pour assurer le déplacement du véhicule par la machine seule ou en association avec le moteur. Le procédé peut consister à placer un accouplement à commande contrôlée entre la couronne et le planétaire. Le procédé peut consister à placer un accouplement à commande contrôlée sur l'arbre de la couronne. Le procédé peut consister à placer un accouplement à commande contrôlée sur le bandeau denté de la couronne. Le procédé peut consister à placer une surface d'accouplement sur le planétaire. 3032 165 3 Le procédé peut consister à placer une surface d'accouplement sur un voile porté par le planétaire. 5 Les autres caractéristiques et avantages de l'invention vont apparaître maintenant à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre uniquement illustratif et non limitatif, et à laquelle sont annexées : - la figure 1 qui est un schéma montrant un dispositif de transmission à variation de vitesse d'un groupe motopropulseur selon l'invention et 10 - la figure 2 qui illustre schématiquement une variante de la figure 1. Sur la figure 1, le groupe motopropulseur comprend un moteur thermique 10, notamment un moteur à combustion interne, avec un arbre moteur 12, ici issu du vilebrequin de ce moteur, un dispositif de transmission à variation de vitesse 14 et 15 un essieu moteur 16 qui permet d'entraîner les roues motrices 18 du véhicule. Le groupe motopropulseur comprend également une machine motrice/réceptrice, comme un moteur électrique 20 avec un rotor 22, qui peut fonctionner en tant que moteur électrique d'entraînement pour le véhicule en étant 20 connecté à une source de courant électrique, comme des batteries (non représentées) ou en tant que générateur d'énergie électrique et plus particulièrement en tant qu'alternateur pour assurer la charge de ces batteries. Le dispositif de variation de vitesse 14 comprend un train épicycloïdal 25 principal 24, baptisé train épicycloïdal de moteur, avec deux accouplements à commande contrôlée 26, 28, ici sous la forme d'embrayage à friction, et deux accouplements automatiques unidirectionnels, comme des roues libres 30, 32. Plus précisément, le train épicycloïdal de moteur 24 comprend un planétaire 30 34 avec un bandeau 36 denté extérieurement et porté par un arbre creux 38, dit arbre de planétaire, venant coiffer l'arbre 12 du moteur en étant libre en rotation mais fixe en translation par rapport à celui-ci. L'extrémité libre 40 de cet arbre prend appui dans un palier 42 porté par une partie fixe 44 du groupe motopropulseur au travers de la roue libre 32, baptisée roue libre planétaire, qui n'autorise la rotation du planétaire que dans un seul sens. Ce train comprend également une couronne 46 avec un bandeau 48 denté intérieurement, placé concentriquement au planétaire, et reliée à un arbre creux 50, dit arbre de couronne, venant entourer l'arbre creux 38 du planétaire tout en étant libre en rotation mais fixe en translation par rapport à celui-ci. Cette couronne est reliée extérieurement à l'élément fixe 44 du groupe motopropulseur du véhicule par l'accouplement unidirectionnel 30, baptisé roue libre couronne, qui n'autorise la rotation de la couronne que dans un seul sens. Bien entendu, les deux roues libres 30 et 32 sont placées de manière telle que le planétaire 34 et la couronne 46 ne puissent tourner que dans le même sens et préférentiellement dans le même sens que l'arbre moteur 12. Enfin, ce train épicycloïdal de moteur comprend un porte-satellites 52 avec avantageusement trois satellites 54, en forme de roue à denture extérieure, placés dans un même intervalle angulaire l'un par rapport à l'autre (ici à 120°) et engrenant avec la couronne et le planétaire. Pour cela, le bandeau 48 de la couronne, le bandeau 36 du planétaire et les satellites 54 sont situés dans un même plan, ici dans un plan vertical en considérant la figure 1. Ces satellites sont portés chacun par un axe horizontal 56 en étant libres en rotation mais fixes en translation sur celui-ci. Ces axes de satellites sont reliés à un palier tubulaire 58, dit palier de porte-satellites, qui vient entourer l'arbre de planétaire 38 en étant libre en rotation sur celui-ci. Les extrémités libres des arbres du planétaire et de la couronne portent 30 chacune un accouplement à commande contrôlée 26 et 28, de préférence un embrayage à friction contrôlé chacun par une commande à levier 60 et 62. 3032 165 5 Ainsi l'embrayage 26, dit embrayage de planétaire, permet d'accoupler le planétaire avec l'arbre moteur 12 alors que l'embrayage 28, dénommé embrayage de couronne, a pour but d'accoupler la couronne avec cet arbre moteur. 5 Comme mieux visible sur la figure 1, le porte-satellites 52 comporte également un bandeau additionnel denté extérieurement 64 disposé à l'opposé des satellites et qui est relié par engrènement avec un bandeau de liaison denté extérieurement 66 d'un autre train épicycloïdal additionnel 68, dénommé train épicycloïdal de machine. 10 Ce train épicycloïdal 68 est placé sur un arbre fixe 70, sensiblement parallèle à l'arbre moteur 12. Le train épicycloïdal de machine comprend un planétaire 72 lié en rotation 15 avec un arbre tubulaire 74 entourant l'arbre fixe 70 et comprenant un bandeau 76 denté extérieurement et porté par un flasque. Ce planétaire coopère avec un porte-satellites 78 comprenant avantageusement trois satellites 80, en forme de roue à denture extérieure, portés 20 par des axes de satellites 82 et placés dans un même intervalle angulaire l'un par rapport à l'autre (ici à 120°) et engrenant avec la denture du bandeau d'entraînement 84 de la couronne 86 du train épicycloïdal de machine. Cette couronne est portée par un arbre tubulaire 88 qui entoure l'arbre du 25 planétaire 74. Bien entendu, comme pour le train épicycloïdal de moteur 24, le bandeau de la couronne, le bandeau denté du planétaire et les satellites sont situés dans un même plan, ici dans un plan vertical en considérant la figure 1. Comme mieux visible sur la figure, les axes de satellites 82 sont portés par un voile 90 fixé sur un palier tubulaire 92 entourant l'arbre fixe 70. Ce palier tubulaire porte également un bandeau denté extérieurement 94 qui coopère avec une autre roue dentée 96 liée à l'essieu moteur 16 en formant ainsi une voie de transmission de mouvement entre le train épicycloïdal de machine 68 et l'essieu 16. En considérant la droite de la figure 1, l'arbre tubulaire de planétaire 74 porte fixement un voile 98 avec une roue dentée 100 qui coopère avec le rotor 22 de la machine 20, ici par l'intermédiaire d'une roue dentée 102. Le voile 98 porte également une surface d'accouplement 104 qui coopère avec un accouplement à commande contrôlée 106 porté par l'arbre tubulaire de couronne 88. Cet accouplement permet ainsi de relier l'arbre de couronne, soit au voile 98 et en conséquence au rotor 22 de la machine 20 et à l'arbre de planétaire 74, soit à une surface d'accouplement fixe 108 portée par la partie fixe 44 du groupe. De manière avantageuse, cet accouplement comprend un synchroniseur à double effet, dit synchroniseur de machine, avec deux positions d'accouplement et une position neutre. Ce synchroniseur est porté fixement en rotation mais librement en translation par l'arbre tubulaire de couronne 88 et est prévu pour coopérer, sous l'effet d'un moyen de commande 110, soit à la surface d'accouplement 104 du voile 98, soit à la partie fixe 44 du groupe motopropulseur par la surface 108. Les différentes configurations de l'ensemble du groupe motopropulseur vont être maintenant décrites, à titre d'exemple, lorsque la machine 20 est utilisée en tant que machine motrice. Pour cela, les deux embrayages 26 et 28 sont inactifs et le moyen de commande 110 est actionné de manière à commander le déplacement du synchroniseur vers la position 2. Dans cette position, le synchroniseur 106 est en prise avec la surface d'accouplement 104 portée par le voile 90 avec pour effet de bloquer la couronne 86 avec le planétaire 72. Lors de la rotation de la machine 20, la rotation de son rotor 22 est retransmise à l'ensemble couronne 86-planétaire 72 au travers des roue dentées 100 et 102. La rotation de cet ensemble est ensuite transmise au porte-satellites 78 dont la rotation entraîne la rotation du bandeau denté extérieurement 94. Cette rotation du bandeau est retransmise à la roue dentée 96 liée à l'essieu moteur 16. Dans cette configuration le véhicule est entrainé en déplacement uniquement sous l'impulsion du couple du moteur électrique (mode électrique). Ce mode de fonctionnement peut être agrémenté par un complément de puissance provenant du moteur 10 au travers du train épicycloïdal 24 (mode hybride parallèle) tout en maintenant le synchroniseur 106 en position 2. Ainsi, dans la configuration où les deux embrayages 26 et 28 sont placés en position active sous l'action des leviers 60 et 62, la rotation de l'arbre 12 du moteur thermique 10 entraîne en rotation la couronne 46, le planétaire 34 et en conséquence le porte-satellites 52 du train épicycloïdal de moteur 24. Cette rotation du porte-satellites est ensuite transmise à l'arbre tubulaire 88 de la couronne 74 de l'autre train épicycloïdal par les bandeaux 64 et 66. Le couple qui est généré au niveau du porte-satellites du train épicycloïdal de moteur est ainsi additionné sur l'arbre tubulaire 88 au couple transmis par le moteur électrique 20. Pour la position inactive de l'embrayage 26 et active de l'embrayage 28, la rotation de l'arbre 12 du moteur thermique 10 entraîne en rotation la couronne 46 qui entraîne en rotation le porte-satellites 52, alors que la rotation de l'arbre de planétaire 38 est bloquée par la roue libre 32. Cette rotation du porte-satellites est ensuite transmise à l'arbre tubulaire 88 de la couronne 74 du train épicycloïdal de machine 68 par la coopération des bandeaux 64 et 66. De même, le couple qui est généré au niveau du porte-satellites du train épicycloïdal de moteur est ainsi additionné sur l'arbre tubulaire 88 au couple transmis par le moteur électrique mais avec la spécificité selon laquelle le couple transmis à l'arbre tubulaire 88 du train épicycloïdal de machine est diffèrent de celui où embrayages 26 et 28 sont en position active. Pour la position inactive de l'embrayage 28 et active de l'embrayage 26, la rotation de l'arbre 12 du moteur thermique 10 entraîne en rotation le planétaire 34 alors que la rotation de l'arbre de couronne 50 est bloquée par la roue libre 30. La rotation du planétaire entraîne en rotation le porte-satellites 52 du train 24 puis l'arbre tubulaire 88 de la couronne 74 du train épicycloïdal de machine 68. Comme précédemment mentionné, le couple qui est généré au niveau du porte-satellites du train épicycloïdal de moteur est ainsi additionné sur l'arbre tubulaire 88 au couple transmis par le moteur électrique. Dans cette configuration, le couple transmis à l'arbre tubulaire 88 du train épicycloïdal de machine est diffèrent de celui où les embrayages 26 et 28 sont en position active et de celui où l'embrayage 26 est inactif et de l'embrayage 28 est actif. La variante de la figure 2 se distingue de l'exemple de la figure 1 uniquement par une configuration spécifique du train épicycloïdal de machine. Ce train épicycloïdal 68' est placé sur un arbre fixe 70', libre en rotation mais fixe en translation et sensiblement parallèle à l'arbre moteur 12, en étant porté par deux paliers 112 prévus sur l'élément fixe 44 du groupe. Ce train épicycloïdal de machine comprend une couronne 86' portée par un arbre de couronne 88' entourant l'arbre 70' et portant le bandeau de liaison 66'. 3032 165 9 Le train comprend également un porte-satellites 78' avec avantageusement trois satellites 80' portés par des axes de satellites 82' et engrenant avec la denture du bandeau 84' de la couronne 86'. 5 Les axes de satellites 82' sont portés par un plateau 114 relié fixement à l'arbre 70'. Les satellites coopèrent également à engrènement avec un planétaire 72' qui comprend un bandeau 76' denté extérieurement et porté par un flasque qui est 10 monté fixement sur l'arbre de planétaire 74' qui entoure l'arbre 70'. L'arbre de planétaire 74' porte un voile 98' muni d'un bandeau denté 116 coopérant avec la roue dentée 102' du rotor 22' de la machine 20'. Ce voile comprend également une surface d'accouplement 104' qui coopère avec un 15 accouplement à commande contrôlée 106' porté par le bandeau dentée 84' de la couronne 86'. Cet accouplement permet ainsi de relier la couronne soit au voile 98' et en conséquence au rotor 22' de la machine 20' et à l'arbre de planétaire 74', soit à 20 une surface d'accouplement fixe 108' portée par la partie fixe 44 du groupe. Comme pour la figure 1, cet accouplement comprend, de manière avantageuse, un synchroniseur à double effet, dit synchroniseur de machine, avec deux positions d'accouplement et une position neutre. Ce synchroniseur est porté 25 fixement en rotation mais librement en translation par la couronne 86' et est prévu pour coopérer, sous l'effet d'un moyen de commande 110', soit à la surface d'accouplement 104' du voile 98' (position 2), soit à la partie fixe 44 du groupe motopropulseur (position 1) par la surface 108'. 30 L'arbre 70' porte également un bandeau dentée 94' portée par un voile 118 fixe sur cet arbre. Ce bandeau coopère avec une autre roue dentée 96' liée à l'essieu moteur 16' en formant ainsi une voie de transmission de mouvement entre le train épicycloïdal de machine 68 et l'essieu 16. Comme déjà décrit en relation avec la figure 1, cette variante comporte les mêmes modes de fonctionnement : mode électrique ou mode hybride parallèles. Cette variante permet ainsi d'avoir une implantation de la machine 20 et de la voie de transmission 94,96 qui peut être utilisée suivant les implantations du véhicule. REVENDICATIONS1) Procédé de commande d'un dispositif de transmission à variation de vitesse d'un groupe motopropulseur, en particulier pour véhicule hybride, comportant une machine motrice/réceptrice (20), un moteur thermique (10), un dispositif de variation de vitesse (14) comprenant un train épicycloïdal de moteur (24) avec un planétaire (34) et une couronne (46) reliés chacun à l'arbre de moteur (12) par un accouplement à commande contrôlée (26, 28) et à une partie fixe (44) du groupe par un accouplement automatique unidirectionnel (30, 32) et un porte-satellites (52), et un train épicycloïdal de machine (68) placé sur un arbre (70) sensiblement parallèle à l'arbre de moteur (12) et reliant le train épicycloïdal de moteur (24) à une voie de transmission de mouvement (94, 96) à un essieu moteur (16), ledit train comprenant un planétaire (72), une couronne (86) et un porte satellites (78), caractérisé en ce qu'il consiste à bloquer le planétaire (72) et la couronne (86) du train épicycloïdal de machine (68) pour assurer le déplacement du véhicule par la machine (20) seule ou en association avec le moteur (10). 2) Procédé de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à placer un accouplement à commande contrôlée (106, 106') entre la couronne et le planétaire. 3) Procédé de commande selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à placer un accouplement à commande contrôlée (106) sur l'arbre de la couronne. 4) Procédé de commande selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à placer un accouplement à commande contrôlée (106') sur le bandeau denté (84') de la couronne (86'). 5) Procédé de commande selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste à placer une surface d'accouplement (104, 104') sur le planétaire (72, 72'). 6) Procédé de commande selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste à placer une surface d'accouplement (104, 104') sur un voile (98, 98') porté par le planétaire (72, 72').