Brevet FR3041909A1 — publié le 20170407

" GROUPE MOTOPROPULSEUR D'UN VEHICULE " [0001] L'invention concerne un groupe motopropulseur d'un véhicule, notamment automobile, comprenant des premier et second moteurs et une boite de vitesse dont l'arbre secondaire est constamment entrainé par au moins un des moteurs tant que le véhicule est en mouvement. [0002] L'invention s'applique en particulier mais de manière non limitative à un véhicule hybride où l'un des moteurs de propulsion est un moteur thermique et l'autre moteur de propulsion est un moteur électrique ou hydraulique. [0003] De tels groupes motopropulseurs, dont la boite de vitesses comprend deux arbres primaires, chacun solidaire de l'arbre moteur d'un des moteurs de propulsion, sont conçus pour permettre des changements de rapports de vitesses sans rupture de couple afin que le véhicule ne subisse de tangage longitudinal. Pour ce faire, lors du changement de rapport de vitesses, au moins un des moteurs reste en mesure de fournir du couple à au moins un train de roues motrices du véhicule. [0004] Le document FR 1155270 illustre un tel groupe motopropulseur permettant d'effectuer des changements de rapports de vitesses sans rupture de couple et sans tangage longitudinal. [0005] D'autre part, il est connu de relier un certain nombre d'accessoires, comme un alternateur et/ou un compresseur de climatisation et/ou une pompe de direction assistée et/ou une pompe à vide, au moteur thermique d'un véhicule hybride qui entraine alors ces accessoires via une façade d'accessoires débrayable. Dans ce cas, il est courant que le fonctionnement du moteur thermique soit intermittent de sorte que les accessoires ne sont plus fonctionnels quand le moteur thermique est arrêté. Le fonctionnement des accessoires nécessite alors une source d'énergie annexe pilotée par des commandes séparées, cette source d'énergie n'étant pas utilisée pour la propulsion du véhicule. Cela présente des inconvénients en termes de coût et d'emplacement des accessoires dans le compartiment moteur du véhicule, par la présence de la source d'énergie annexe et des commandes. [0006] La présente invention a pour but de pallier les inconvénients ci-dessus de l'art 30 antérieur. 3041909 2 [0007] Pour atteindre ce but, le groupe motopropulseur comprend des premier et second moteurs, au moins un accessoire entrainé par l'un des moteurs, et une boite de vitesses comportant deux arbres primaires chacun solidaire d'un arbre moteur et chacun comportant au moins un pignon d'entrainement, un arbre secondaire comportant des 5 pignons aptes à être entrainés par les pignons d'entrainement de chaque arbre primaire, un système d'accouplement pour transmettre le couple d'au moins un des moteurs depuis au moins un des arbres primaires vers l'arbre secondaire, l'un des pignons d'entrainement étant solidaire de l'arbre primaire du premier moteur de sorte que l'arbre secondaire soit constamment entrainé par au moins ce moteur tant que le véhicule est en mouvement, 10 chaque accessoire étant mécaniquement relié à l'arbre moteur du second moteur de sorte que l'accessoire demeure constamment entrainé par ce moteur tant que son arbre moteur est en rotation. [0008] Selon une autre particularité, chaque accessoire est relié à l'arbre moteur du second moteur par une courroie ou une chaine de transmission. 15 [0009] Selon une autre particularité, une couronne de l'arbre secondaire de la boite de vitesse coopère avec une couronne d'un différentiel relié à un train de roues motrices du véhicule. [0010] Selon une autre particularité, les deux arbres primaires de la boite de vitesses sont coaxiaux. 20 [0011] Selon une autre particularité, le second moteur relié à chaque accessoire est un moteur électrique lié à deux rapports de vitesses, et en ce que le premier moteur est lié à un seul rapport de vitesses. [0012] Selon une autre particularité, un pignon d'entrainement est monté fou sur l'arbre primaire solidaire de l'arbre moteur du second moteur. 25 [0013] Selon une autre particularité, la boite de vitesse est à commande pilotée. [0014] L'invention concerne également un véhicule automobile comprenant un groupe motopropulseur tel que défini précédemment. [0015] L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va 3041909 3 suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : - La figure 1 représente une vue schématique du groupe motopropulseur à l'arrêt ; - La figure 2 représente une vue schématique du groupe motopropulseur au point 5 mort, véhicule à l'arrêt ; - La figure 3 représente une vue schématique du groupe motopropulseur lorsque le rapport de vitesse de démarrage est enclenchée ; - La figure 4 représente une vue schématique du groupe motopropulseur lors d'un changement de rapport ; 10 - La figure 5 représente une vue schématique du groupe motopropulseur lorsque le rapport de vitesse de croisière est enclenchée. [0016] On décrit ci-après l'invention en se référant aux figures 1 à 5, appliquée à un véhicule automobile, notamment de type hybride. [0017] La figure 1 représente une configuration d'un groupe motopropulseur à l'arrêt, 15 selon l'invention. [0018] Le groupe motopropulseur comprend des premier et second moteurs de propulsion 1, 2 pouvant être de tout type, notamment thermique, électrique ou hydraulique. Dans la description qui va suivre, on considérera, à titre d'exemple, que le premier moteur 1 est un moteur thermique et le second moteur 2 est un moteur électrique d'un véhicule 20 hybride. Le groupe motopropulseur comprend également plusieurs accessoires A. Ces accessoires sont des machines tournantes, par exemple un alternateur et/ou un compresseur de climatisation et/ou une pompe d'assistance de direction et/ou une pompe à vide. L'arbre de chaque accessoire est relié par une courroie de transmission 15 à l'arbre moteur du second moteur 2, de sorte que ce dernier puisse entrainer constamment 25 les accessoires A, pour peu que l'arbre moteur du second moteur 2 soit en rotation. [0019] Le groupe motopropulseur comprend également une boite de vitesses BV comprenant deux arbres primaires 3, 4 et un arbre secondaire 8. Le groupe motopropulseur comprend également un système d'embrayage (non représenté) entre le moteur 1 et l'arbre primaire 4. 3041909 4 [0020] Chaque arbre primaire 3, 4 est solidaire de l'arbre moteur d'un moteur 1, 2. De préférence les arbres primaires 3, 4 sont coaxiaux. [0021] Le premier arbre primaire 3, solidaire de l'arbre moteur du moteur électrique 2, comprend un pignon fou 5 engrenant un premier pignon 9 solidaire de l'arbre secondaire 5 8. Le second arbre primaire 4, solidaire de l'arbre moteur du moteur thermique 1 via le système d'embrayage, comprend un pignon d'entrainement 6 solidaire dudit second arbre primaire 4. Ce pignon d'entrainement 6 solidaire du second arbre primaire 4 engrène un second pignon 10 de l'arbre secondaire 8. [0022] La boite de vitesse BV comprend également un système d'accouplement 7, par 10 exemple comprenant un baladeur pour permettre le passage de rapports de vitesses. Le passage de rapport de vitesses sera décrit plus loin dans la description. [0023] Le groupe motopropulseur comprend également un différentiel 13 relié à un train 14 de roues motrices du véhicule. Une couronne d'entrainement 11 solidaire de l'arbre secondaire 8 engrène une couronne 12 solidaire du différentiel 13, de sorte que l'arbre 15 secondaire 8 entraine le train 14 de roues motrices via le différentiel 13. [0024] Dans la configuration de la figure 1, les deux moteurs 1, 2 sont à l'arrêt. [0025] La figure 2 représente une configuration du groupe motopropulseur, véhicule à l'arrêt, et avec le moteur thermique 1 arrêté. [0026] Dans cette configuration, aucun rapport de vitesses n'est engagé et la boite de 20 vitesses BV est au point mort. Mais le moteur électrique 2 étant sous tension, de sorte que son arbre moteur soit en rotation, il est en mesure d'entrainer et d'alimenter les accessoires A même quand le véhicule est immobile. [0027] La figure 3 représente une configuration du groupe motopropulseur selon laquelle le rapport de vitesse de démarrage, ou première vitesse, est enclenché. 25 [0028] Dans cette configuration, le système d'accouplement 7 de la boite de vitesses BV est déplacé de manière à solidariser le pignon fou 5 du premier arbre primaire 3 avec le premier arbre primaire 3. De la sorte, le pignon d'entrainement 5 du premier arbre primaire 3 entraine le premier pignon 9 de l'arbre secondaire 8, tandis que le pignon d'entrainement 6 du second arbre primaire 4 entraine le second pignon 10 de l'arbre secondaire 8. 3041909 5 [0029] Cette configuration est appelée vitesse de démarrage, ou première vitesse, car le diamètre du pignon fou 5 du premier arbre primaire 3, qui est inférieur au diamètre du pignon d'entrainement 6 solidaire du second arbre primaire 4, permet de fournir un couple important à l'arbre secondaire 8. Ainsi le moteur thermique 1 transfère son couple sur le 5 rapport long, tandis que le moteur électrique 2 transfère son couple sur le rapport court. [0030] Dans cette configuration, les accessoires sont entrainés en cohérence avec la vitesse de rotation de l'arbre moteur du moteur électrique 2. [0031] La figure 4 représenté une configuration du groupe motopropulseur lors d'un changement de rapport de vitesses. 10 [0032] Dans cette configuration, le système d'accouplement 7 de la boite de vitesse BV est déplacé de manière à être désolidarisé des pignons 5, 6 des arbres primaires 3, 4. De la sorte, le pignon d'entrainement 5 du premier arbre primaire 3 demeure fou. Il est à noter que l'arbre moteur du moteur thermique 1 non relié aux accessoires A reste mobile en rotation, et par conséquent il en est de même du second arbre primaire 4 de la boite de 15 vitesses BV. Ainsi, le pignon d'entrainement 6 du second arbre primaire 4 entraine le second pignon 10 de l'arbre secondaire 8 lors du changement de rapport de vitesses. [0033] Le résultat est que durant un changement de rapport de vitesses, les roues motrices demeurent entrainées par le moteur thermique 1 du groupe motopropulseur, qui transfère son couple sur le rapport long. Ainsi, le groupe motopropulseur fournit 20 constamment du couple pendant le changement de rapport de vitesses. Le passage de rapport de vitesses est donc réalisé sans rupture de couple, ce qui minimise l'effet de tangage du véhicule. [0034] En même temps, l'arbre moteur du moteur électrique 2, relié aux accessoires, continue de tourner pour fournir du couple aux accessoires A, ce qui assure le 25 fonctionnement de ces derniers. [0035] La figure 5 représente une configuration du groupe motopropulseur selon laquelle le rapport de vitesse de croisière, ou seconde vitesse, est enclenché. [0036] Dans cette configuration, le système d'accouplement 7 de la boite de vitesse BV est déplacé de manière à solidariser le pignon d'entrainement 6 du second arbre primaire 4 avec le premier arbre primaire 3. De la sorte, les deux arbres primaires 3, 4, et à fortiori les deux arbres moteurs, sont solidarisés et tous deux sont en mouvement. 3041909 6 [0037] Le couple conjugué des deux arbres primaires 3, 4 entraine le pignon 6 du second arbre primaire 4 qui engrène le second pignon 10 de l'arbre secondaire 8. [0038] Cette configuration est appelée vitesse de croisière, ou seconde vitesse, car le diamètre du pignon 6 du second arbre primaire 4, supérieur au diamètre du pignon fou 5 5 du premier arbre primaire 3, permet de fournir une vitesse de rotation plus importante à l'arbre secondaire 8. Les deux moteurs 1, 2 transfèrent alors leur couple sur le rapport long. [0039] En même temps, l'arbre moteur du moteur électrique 2 continuant de tourner pour fournir du couple aux accessoires A, l'entrainement et le fonctionnement de ces derniers 10 est assuré. [0040] Le second moteur électrique 2, relié à chaque accessoire A, est ainsi lié à deux rapports de vitesses, tandis que le moteur thermique 1 est lié à un seul rapport de vitesses. [0041] Ainsi, le groupe motopropulseur selon l'invention permet à la fois d'assurer un 15 certain agrément de conduite lors du changement de rapport de vitesses, puisque le couple moteur est transmis aux roues motrices tant que le véhicule est en mouvement, tout en assurant un fonctionnement continu et constant des accessoires A reliés au moteur électrique 2 tant que ce dernier est piloté, même lorsque le véhicule est à l'arrêt, avec le moteur thermique 1 arrêté. Le groupe motopropulseur selon l'invention permet donc de 20 réduire significativement le coût du périmètre accessoires d'un véhicule hybride, par la suppression d'éléments comme un compresseur de climatisation électrique, un convertisseur de tension, une pompe d'assistance de direction ou une pompe à vide électrique qui nécessitent d'être alimentés par des sources d'énergie supplémentaires. [0042] La configuration telle que décrite n'est pas limitée au mode de réalisation décrit 25 précédemment et représenté sur les figures. Elle n'a été donnée qu'à titre d'exemple non limitatif. De multiples modifications peuvent être apportées sans pour autant sortir du cadre de l'invention. En particulier, le groupe motopropulseur peut comporter plusieurs rapports de vitesses, notamment lorsqu'un des deux moteurs 1, 2, ou les deux, est un moteur thermique. Le groupe motopropulseur peut également comprendre un moteur 30 thermique 1 et un moteur d'un autre type et non électrique, par exemple un moteur hydraulique ou un moteur pneumatique. REVENDICATIONS1. Groupe motopropulseur d'un véhicule, notamment automobile, comprenant des premier et second moteurs (1, 2), au moins un accessoire (A) entrainé par l'un des moteurs, et une boite de vitesses (BV) comportant deux arbres primaires (3, 4) chacun solidaire d'un arbre moteur et chacun comportant au moins un pignon d'entrainement (5, 6), un arbre secondaire (8) comportant des pignons (9, 10) aptes à être entrainés par les pignons d'entrainement (5, 6) de chaque arbre primaire (3, 4), un système d'accouplement (7) pour transmettre le couple d'au moins un des moteurs (1, 2) depuis au moins un des arbres primaires (3, 4) vers l'arbre secondaire (8), l'un des pignons d'entrainement (6) étant solidaire de l'arbre primaire (4) du premier moteur (1) de sorte que l'arbre secondaire (8) soit constamment entrainé par au moins ce moteur (1) tant que le véhicule est en mouvement, chaque accessoire (A) étant mécaniquement relié à l'arbre moteur du second moteur (2) de sorte que l'accessoire demeure constamment entrainé par ce moteur (2) tant que son arbre moteur est en rotation. 2. Groupe motopropulseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque accessoire (A) est relié à l'arbre moteur du second moteur (2) par une courroie ou une chaine de transmission (15). 3. Groupe motopropulseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une couronne (11) de l'arbre secondaire (8) de la boite de vitesse (BV) coopère avec une couronne (12) d'un différentiel (13) relié à un train (14) de roues motrices du véhicule. 4. Groupe motopropulseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les deux arbres primaires de la boite de vitesses (BV) sont coaxiaux (3, 4). 5. Groupe motopropulseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le second moteur (2) relié à chaque accessoire (A) est un moteur électrique lié à deux rapports de vitesses, et en ce que le premier moteur (1) est lié à un seul rapport de vitesses. 6. Groupe motopropulseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un pignon d'entrainement (5) est monté fou sur l'arbre primaire (3) solidaire de l'arbre moteur du second moteur (2). 7. Groupe motopropulseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la boite de vitesse (BV) est à commande pilotée. 3041909 8 8. Véhicule automobile comprenant un groupe motopropulseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.