Brevet FR3040150A1 — publié le 20170224

CHAÎNE DE TRANSMISSION DE VÉHICULE, À MACHINES MOTRICES NON THERMIQUES COUPLÉES À DES RÉDUCTEURS DIFFÉRENTS L'invention concerne les chaînes de transmission qui équipent des véhicules, et plus précisément celles comprenant des machines motrices non thermiques alimentées par des moyens de stockage d'énergie. On entend ici par « machine motrice non thermique » une machine (ou moteur) produisant du couple destiné à permettre le déplacement d'un véhicule à partir de l'énergie stockée dans des moyens de stockage d'énergie. Par conséquent, elle pourra par exemple être de type électrique ou hydraulique ou à volant d'inertie ou encore à air comprimé. Comme le sait l'homme de l'art, dans une chaîne de transmission du type de celle définie ci-avant, la machine (motrice non thermique) transmet son couple à un arbre de transmission via un réducteur ainsi qu'un éventuel différentiel dans le cas d'un véhicule de type automobile. Dans certains véhicules, généralement de type automobile, on utilise un réducteur assurant un unique rapport de réduction car la machine (généralement électrique) a une plage de fonctionnement assez étendue du fait que le couple qu'elle produit est toujours élevé. Hélas, l'utilisation d'un unique rapport de réduction entre la machine et, par exemple, des roues induit une limitation non seulement de la vitesse maximale du véhicule, mais également des accélérations de ce dernier. Cela résulte du fait que la machine a une plage de fonctionnement optimale concentrée sur une certaine plage de régimes, et donc qu'à partir d'une certaine vitesse de rotation le couple qu'elle produit s'effondre. Pour remédier à cet inconvénient, une solution consiste à utiliser deux machines ayant des plages de fonctionnement optimales différentes. Mais dans le cadre d'une production de véhicules à la chaine, une telle solution nécessite la gestion et l'entreposage de deux stocks de machines différentes ayant des coûts différents et éventuellement fabriquées par des sociétés différentes, ce qui s'avère pénalisant en termes de coût (même si cela permet 3040150 2 d'utiliser des machines moins puissantes et donc moins chères). L'invention a donc notamment pour but de proposer une solution alternative permettant d'améliorer la situation. Elle propose notamment à cet effet une chaîne de transmission, 5 d'une part, propre à équiper un véhicule comprenant au moins des premier et second arbres de transmission, et, d'autre part, comprenant une première machine (motrice non thermique), couplée à un premier réducteur assurant un premier rapport de réduction et propre à entraîner le premier arbre de transmission, et alimentée en énergie par des moyens de stockage d'énergie. 10 Cette chaîne de transmission se caractérise par le fait qu'elle comprend également : - une seconde machine couplée à un second réducteur assurant un second rapport de réduction différent du premier rapport de réduction, et propre à entraîner le second arbre de transmission, et alimentée en énergie par les 15 moyens de stockage d'énergie, et - des moyens de contrôle agencés pour contrôler le fonctionnement des première et seconde machines en fonction d'une vitesse en cours du véhicule. Grâce à l'utilisation de machines sensiblement identiques couplées à 20 des réducteurs assurant des rapports de réduction différents, on peut avantageusement optimiser l'utilisation du couple produit par la chaîne de transmission sur une plage de vitesses plus grande et ainsi augmenter les performances du véhicule, et notamment la vitesse maximale qu'il peut atteindre. 25 La chaîne de transmission selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : la seconde machine peut être sensiblement identique à la première machine ; 30 - dans un premier mode de réalisation, les moyens de contrôle peuvent être agencés pour faire fonctionner uniquement la première machine lorsque la vitesse en cours est inférieure à un premier seuil de vitesse, pour faire 3040150 3 fonctionner uniquement la seconde machine lorsque la vitesse en cours est supérieure au premier seuil de vitesse, et pour faire fonctionner les première et seconde machines lorsque la vitesse en cours est supérieure au premier seuil de vitesse et un couple requis pour le véhicule est 5 supérieur à un seuil de couple ; - dans un second mode de réalisation, les moyens de contrôle peuvent être agencés pour faire fonctionner uniquement la première machine lorsque la vitesse en cours est inférieure à un premier seuil de vitesse, et pour faire fonctionner progressivement la seconde machine tout en maintenant le 10 fonctionnement de la première machine jusqu'à ce que la vitesse en cours soit égale à un second seuil de vitesse supérieur au premier seuil de vitesse ; - dans les premier et second modes de réalisation, le premier seuil de vitesse peut être compris entre environ 80 km/h et environ 110 km/h ; 15 - dans le second mode de réalisation, le second seuil de vitesse peut être compris entre environ 100 km/h et environ 120 km/h ; le premier réducteur peut être propre à entraîner un premier arbre de transmission qui est situé à l'arrière du véhicule, et le second réducteur peut être propre à entraîner un second arbre de transmission qui est situé 20 à l'avant du véhicule ; les première et seconde machines peuvent être de type électrique. L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant une chaîne de transmission du type de celle présentée ci-avant. 25 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et du dessin annexé, sur lequel l'unique figure illustre schématiquement et fonctionnellement un véhicule automobile comprenant un exemple de réalisation d'une chaîne de transmission selon l'invention. 30 L'invention a notamment pour but de proposer une chaîne de transmission CT à machines motrices non thermiques M1 et M2 et destinée à équiper un véhicule V. 3040150 4 Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que le véhicule V est de type automobile. Il s'agit par exemple d'une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout véhicule comprenant au moins deux arbres de transmission servant à le 5 déplacer. Par conséquent, l'invention concerne notamment tous les véhicules terrestres pouvant se mouvoir au moyen de roues (avec ou sans pneus), et les véhicules maritimes ou fluviaux à deux machines motrices non thermiques. On a schématiquement représenté sur l'unique figure un véhicule V 10 (ici de type automobile) comprenant une chaîne de transmission CT selon l'invention associée à des premier AT1 et second AT2 arbres de transmission, ici couplés à des roues avec pneu. Comme illustré, une chaîne de transmission CT, selon l'invention, comprend au moins des première M1 et seconde M2 machines motrices non 15 thermiques, des premier R1 et second R2 réducteurs, des moyens de stockage d'énergie MS, et des moyens de contrôle MC. On considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que les première M1 et seconde M2 machines motrices non thermiques (associées aux moyens de stockage d'énergie MS) sont de type électrique. Par 20 conséquent, les moyens de stockage d'énergie MS sont ici agencés pour stocker de l'énergie électrique, et de préférence de type très basse tension (typiquement 48 volts). Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de machine motrice non thermique. Elle concerne en effet toute machine (ou moteur) capable au moins de produire du couple à partir de l'énergie qui est stockée 25 dans des moyens de stockage d'énergie, et notamment les machines hydrauliques, les machines à volant d'inertie et les machines à air comprimé. Le premier réducteur R1 assure un premier rapport de réduction et est propre à entraîner le premier arbre de transmission Al du véhicule V, ici couplé à deux roues. Le second réducteur R2 assure un second rapport de 30 réduction, différent du premier rapport de réduction, et est propre à entraîner le second arbre de transmission A2 du véhicule V, ici couplé à deux roues. Par exemple, le premier arbre de transmission Al est situé à l'arrière du véhicule V, et le second arbre de transmission A2 est situé à l'avant du 3040150 5 véhicule V. Mais la situation inverse est également possible. On notera que dans l'exemple illustré non limitativement sur l'unique figure le couplage entre le premier réducteur RI et le premier arbre de transmission Al se fait via un premier différentiel D1. Par conséquent, le 5 premier arbre de transmission Al est subdivisé en deux sous-arbres. Mais cela n'est pas obligatoire. De même, le couplage entre le second réducteur R2 et le second arbre de transmission A2 se fait via un second différentiel D2. Par conséquent, le second arbre de transmission A2 est subdivisé en deux sous-arbres. Mais cela n'est pas obligatoire. la On notera que les première MI et seconde M2 machines (motrices non thermiques) peuvent être avantageusement sensiblement identiques. Cela facilite en effet la gestion. La première machine (motrice non thermique) MI est couplée au premier réducteur RI et alimentée en énergie par les moyens de stockage 15 d'énergie MS. La seconde machine (motrice non thermique) M2 est couplée au second réducteur R2 et alimentée en énergie par les moyens de stockage d'énergie MS. On notera que les moyens de stockage d'énergie MS (ici de type 20 électrique) peuvent être communs aux première MI et seconde M2 machines, ou bien subdivisés en deux sous-parties indépendantes dédiées respectivement aux première MI et seconde M2 machines. La première alternative facilite la gestion. La chaîne de transmission CT peut donc être considérée comme 25 comportant des première et seconde sous-parties comprenant chacune une machine, un réducteur et un éventuel différentiel, et donc identiques d'un point de vue organique, mais non liées mécaniquement et alimentées par les moyens de stockage d'énergie MS (par exemple des batteries). Les moyens de contrôle MC sont agencés pour contrôler le 30 fonctionnement des première MI et seconde M2 machines en fonction d'une vitesse en cours du véhicule V. On notera que le couple requis pour déplacer le véhicule V est pris en compte pour le pilotage des machines MI et M2. Dans l'exemple non limitatif illustré sur l'unique figure, les moyens de 3040150 6 contrôle MC font partie d'un calculateur CA chargé de superviser (ou gérer) le fonctionnement de la chaîne de transmission CT. Mais cela n'est pas obligatoire. En effet, ils pourraient constituer un équipement couplé au calculateur CA, directement ou indirectement. Par conséquent, les moyens de 5 contrôle MC peuvent être réalisés sous la forme de modules logiciels (ou informatiques ou encore « software »), ou bien d'une combinaison de circuits électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels. Les moyens de contrôle MC peuvent être agencés de manière à contrôler le fonctionnement des première M1 et seconde M2 machines d'au 10 moins deux façons. Dans une première façon, les moyens de contrôle MC peuvent être agencés pour faire fonctionner : - soit uniquement la première machine M1 lorsque la vitesse en cours du véhicule V est inférieure à un premier seuil de vitesse SV1, 15 - soit uniquement la seconde machine M2 lorsque la vitesse en cours du véhicule V est supérieure au premier seuil de vitesse SV1, - soit encore pour faire fonctionner les première M1 et seconde M2 machines lorsque la vitesse en cours du véhicule V est supérieure au premier seuil de vitesse SV1 et le couple requis pour le véhicule V est 20 supérieur à un seuil de couple SC. En d'autres termes, dans ce premier mode de réalisation, à partir d'une vitesse prédéterminée (égale à SV1), l'entrainement de la première machine M1 est totalement débrayé par les moyens de contrôle MC, et ces dernier (MC) embrayent la seconde machine M2 pour qu'elle prenne le relais 25 pour continuer à déplacer le véhicule V. Pour que ce débrayage puisse se faire, il faut que la première machine M1 soit couplée à un embrayage mécanique permettant de la découpler lorsqu'elle a atteint son régime de rotation maximum. Et, si le couple requis pour le véhicule V est supérieur à un seuil de couple SC prédéfini et que la vitesse en cours du véhicule V est 30 supérieure au premier seuil de vitesse SV1, les moyens de contrôle MC embrayent de nouveau la première machine M1 en complément de la seconde machine M2. Par exemple, dans ce premier mode de réalisation, le premier seuil 3040150 7 de vitesse SV1 peut être compris entre environ 80 km/h et environ 110 km/h,. A titre d'exemple non limitatif, on peut utiliser un premier seuil de vitesse SV1 égal à 100 km/h. Dans une seconde façon, les moyens de contrôle MC peuvent être 5 agencés pour faire fonctionner : - soit uniquement la première machine M1 lorsque la vitesse en cours du véhicule V est inférieure à un premier seuil de vitesse SV1, - soit progressivement la seconde machine M2 tout en maintenant le fonctionnement de la première machine M1 jusqu'à ce que la vitesse en 10 cours du véhicule V soit égale à un second seuil de vitesse SV2 supérieur au premier seuil de vitesse SV1. En d'autres termes, dans ce second mode de réalisation, à partir d'une vitesse prédéterminée (égale à SV1), l'entrainement de la première machine M1 est débrayé progressivement par les moyens de contrôle MC 15 jusqu'à ce que soit atteinte une autre vitesse prédéterminée (égale à SV2), et à partir de SV1 les moyens de contrôle MC embrayent la seconde machine M2 pour qu'elle prenne le relais pour continuer à déplacer le véhicule V (elle est alors seule à fonctionner à partir de SV2). Pour que ce débrayage puisse se faire, il faut que la première machine M1 soit couplée à un embrayage 20 mécanique permettant de la découpler lorsqu'elle a atteint son régime de rotation maximum. Par exemple, dans le second mode de réalisation, le premier seuil de vitesse SV1 peut être compris entre environ 80 km/h et environ 110 km/h. A titre d'exemple non limitatif, on peut utiliser un premier seuil de vitesse SV1 25 égal à 100 km/h. Egalement par exemple, dans le second mode de réalisation, le second seuil de vitesse SV2 peut être compris entre environ 100 km/h et environ 120 km/h. A titre d'exemple non limitatif, on peut utiliser un second seuil de vitesse SV2 égal à 110 km/h. 30 Dans les deux modes de réalisation décrits ci-avant, le second rapport de réduction est strictement inférieur au premier rapport de réduction. On utilise donc la première machine M1 sur une première plage de vitesses (0 3040150 8 à SV1 (ou SV2)) avec un premier rapport de réduction bien adapté à cette dernière, et on utilise la seconde machine M2 sur une seconde plage de vitesses (supérieure à SV1) avec un second rapport de réduction bien adapté à cette dernière. Cela permet d'optimiser l'utilisation du couple qui est produit 5 par la chaîne de transmission CT sur une plage de vitesses plus grande et ainsi d'augmenter les performances du véhicule V, et notamment la vitesse maximale qu'il peut atteindre. REVENDICATIONS1. Chaîne de transmission (CT), propre à équiper un véhicule (V) comprenant au moins des premier (A1) et second (A2) arbres de transmission, et comprenant une première machine (M1), couplée à un premier réducteur (R1) assurant un premier rapport de réduction et propre à entraîner ledit premier arbre de transmission (A1), et alimentée en énergie par des moyens de stockage d'énergie (MS), caractérisée en ce qu'elle comprend en outre i) une seconde machine (M2) couplée à un second réducteur (R2) assurant un second rapport de réduction différent dudit premier rapport de réduction, et propre à entraîner ledit second arbre de transmission (A2), et alimentée en énergie par lesdits moyens de stockage d'énergie (MS), et ii) des moyens de contrôle (MC) agencés pour contrôler le fonctionnement desdites première (M1) et seconde (M2) machines en fonction d'une vitesse en cours dudit véhicule (V). 2. Chaîne de transmission selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite seconde machine (M2) est sensiblement identique à ladite première machine (M1). 3. Chaîne de transmission selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que lesdits moyens de contrôle (MC) sont agencés pour faire fonctionner uniquement ladite première machine (M1) lorsque ladite vitesse en cours est inférieure à un premier seuil de vitesse, pour faire fonctionner uniquement ladite seconde machine (M2) lorsque ladite vitesse en cours est supérieure audit premier seuil de vitesse, et pour faire fonctionner lesdites première (M1) et seconde (M2) machines lorsque ladite vitesse en cours est supérieure audit premier seuil de vitesse et un couple requis pour ledit véhicule (V) est supérieur à un seuil de couple. 4. Chaîne de transmission selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que lesdits moyens de contrôle (MC) sont agencés pour faire fonctionner uniquement ladite première machine (M1) lorsque ladite vitesse en cours est inférieure à un premier seuil de vitesse, et pour faire fonctionner progressivement ladite seconde machine (M2) tout en maintenant 3040150 10 le fonctionnement de ladite première machine (M1) jusqu'à ce que ladite vitesse en cours soit égale à un second seuil de vitesse supérieur audit premier seuil de vitesse. 5. Chaîne de transmission selon l'une des revendications 3 et 4, 5 caractérisée en ce que ledit premier seuil de vitesse est compris entre environ 80 km/h et environ 110 km/h. 6. Chaîne de transmission selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que ledit second seuil de vitesse est compris entre environ 100 km/h et environ 120 km/h. 10 7. Chaîne de transmission selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que ledit premier réducteur (R1) est propre à entraîner un premier arbre de transmission (A1) situé à l'arrière dudit véhicule (V), et ledit second réducteur (R2) est propre à entraîner un second arbre de transmission (A2) situé à l'avant dudit véhicule (V). 15 8. Chaîne de transmission selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que lesdites première (M1) et seconde (M2) machines sont de type électrique. 9. Véhicule (V), caractérisé en ce qu'il comprend une chaîne de transmission (CT) selon l'une des revendications 1 à 8. 20 10. Véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il est de type automobile.