Brevet FR3084619A1 — publié le 20200207

ARCHITECTURE DE TRACTION POUR VÉHICULE AUTOMOBILE À RÉPARTITION VECTORIELLE DE COUPLE La présente invention porte sur une architecture de traction pour véhicule automobile à répartition vectorielle de couple. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse avec les véhicules automobiles à deux ou quatre roues motrices. De façon connue en soi, les architectures de traction peuvent comporter différentiel à répartition vectorielle de couple (dite technologie de "Torque vectoring" en anglais) apte à imposer un couple différent à chacune des roues motrices d'un véhicule automobile. Par exemple, lors d'une phase de roulage en virage, le dispositif fournit un couple élevé à la roue extérieure pour aider à l'inscription dans la courbe. En sortie de virage, le calculateur du système cherche à contrecarrer l'effet de survirage et aide à la ré-accélération en répartissant le couple sur l'autre roue. Ce système met généralement en oeuvre des dispositifs mécaniques basés sur des ensembles à trains épicycloïdaux et/ou des systèmes hydrauliques. La présente invention vise à proposer une solution performante et économique qui soit alternative aux systèmes existants. Plus précisément, l'invention a pour objet une architecture de traction pour véhicule automobile comportant: - un train comportant une première roue et une deuxième roue, - au moins une machine électrique tournante montée sur ledit train, ladite machine électrique tournante étant associée à un onduleur de puissance, et - un différentiel mécanique, caractérisée en ce que ladite architecture de traction comporte en outre: - un premier embrayage électronique monté entre la première roue et le différentiel mécanique, - un deuxième embrayage électronique monté entre la deuxième roue et le différentiel mécanique, et 2 - un dispositif de commande du premier embrayage électronique et du deuxième embrayage électronique configuré pour adresser un couple de façon privilégié sur une des roues en fonction de conditions de roulage. Selon une réalisation, le dispositif de commande est externe à l'onduleur de puissance de la machine électrique tournante. Selon une réalisation, l'onduleur de puissance ainsi que le dispositif de commande sont regroupés à l'intérieur d'un même boîtier commun. Selon une réalisation, l'onduleur de puissance ainsi que le dispositif de commande partagent des composants communs. 10 Selon une réalisation, la machine électrique tournante est apte à être pilotée dans deux sens de rotation. Selon une réalisation, dans les deux sens de rotation, la machine électrique tournante est apte à fournir un couple positif en mode moteur ou un couple négatif en mode générateur. 15 Selon une réalisation, ladite architecture de traction comporte deux machines électriques tournantes associées chacune à une roue du train. Selon une réalisation, la machine électrique tournante est apte à être utilisée avec une fonction de roulage électrique et/ou une fonction de récupération d'énergie électrique au freinage et/ou une fonction de parking 20 en mode électrique. Selon une réalisation, la machine électrique tournante présente une tension de fonctionnement inférieure à 60 Volts. Selon une réalisation, la machine électrique tournante présente une tension de fonctionnement valant 48 Volts. 25 Selon une réalisation, la machine électrique tournante présente une puissance comprise entre 10kVV et 30kW. Selon une réalisation, la machine électrique tournante est apte à fournir un couple compris entre 55 N.m et 100 N.m. 3 Selon une réalisation, la machine électrique tournante est de type synchrone à aimants permanents. L'invention a également pour objet un véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte une architecture de traction telle que précédemment définie. 5 L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. La figure 1 est une représentation schématique d'une architecture de traction pour véhicule automobile selon la présente invention à répartition 10 vectorielle de couple; La figure 2 est une représentation schématique d'une première variante de réalisation de l'architecture de traction selon l'invention munie d'un onduleur et d'un dispositif de commande d'embrayages électroniques intégrés à l'intérieur d'un même boîtier; 15 La figure 3 est une représentation schématique d'une deuxième variante de réalisation de l'architecture de traction selon l'invention comportant deux machines électriques tournantes sur le train arrière. Les éléments identiques, similaires, ou analogues, conservent la même référence d'une figure à l'autre. 20 La figure 1 montre une architecture de traction 10 pour véhicule automobile comportant, sur le train avant 11, un moteur thermique 12 accouplé à une boîte de vitesses 13 par l'intermédiaire d'un embrayage 15. La boîte de vitesses 13 est reliée mécaniquement à un différentiel 16 du train avant 11. L'embrayage 15 et la boîte de vitesses 13 pourront être ou non de type 25 piloté, c'est-à-dire que leur fonctionnement (ouverture et fermeture de l'embraye ainsi que le passage d'un rapport de vitesse) est commandé de façon automatique par un calculateur moteur du véhicule sans action de la part du conducteur. En variante, la boîte de vitesses 13 est de type manuelle ou automatique. 4 Une machine électrique 18 de type réversible est accouplée au moteur thermique 12 via la façade accessoires par l'intermédiaire d'un dispositif de transmission de mouvement 20. Le dispositif de transmission de mouvement 20 entre le moteur thermique 12 et la machine électrique 18 pourra par s exemple être à courroie ou à chaîne. Cette machine électrique 18, appelée communément alterno-démarreur, est apte à fonctionner dans un mode générateur pour recharger une batterie du véhicule ainsi que dans un mode moteur pour assurer un démarrage du moteur thermique 12 alors que le véhicule est à l'arrêt ou lors d'une transition 10 d'un mode de roulage électrique vers un mode de roulage thermique. Cette machine électrique 18 pourra également être utilisée pour fournir de l'énergie à la batterie lors d'une phase de freinage récupératif. Par ailleurs, le train 21 comporte une première roue 22.1 et une deuxième roue 22.2. Une machine électrique 24 associée à un onduleur de puissance 15 25 est montée sur le train 21. Cette machine électrique 24 est accouplée à un différentiel mécanique 27. Le train 21 est ici le train arrière mais en variante, l'architecture pourra être inversée, le train 21 étant le train avant 11 et le train 11 étant le train arrière. Alternativement, le véhicule automobile pourra également être dépourvu de groupe moto-propulseur thermique et 20 être de type purement électrique. En outre, un premier embrayage électronique 29.1 (dit "e-clutch" en anglais) est monté entre la première roue 22.1 et le différentiel 27, et un deuxième embrayage électronique 29.2 est monté entre la deuxième roue 22.2 et le différentiel 27. Un dispositif de commande 30 du premier embrayage 29.1 et 25 du deuxième embrayage 29.2 est apte à adresser un couple de façon privilégié sur une roue 22.1, 22.2 en fonction de condition de roulage du véhicule automobile. Ces conditions de roulage correspondent notamment à une phase de roulage en virage qui pourra être détectée à l'aide d'un ou plusieurs capteurs 30 implantés sur volant et/ou les roues du véhicule, ou à une phase de freinage d'urgence. 5 La machine électrique 24 est apte à être pilotée dans deux sens de rotation. Dans les deux sens de rotation, la machine électrique 24 peut fournir un couple positif en mode moteur ou un couple négatif en mode générateur pour recharger une batterie du véhicule. La machine électrique 24 est apte à être utilisée avec une fonction de roulage électrique et/ou une fonction de récupération d'énergie électrique au freinage et/ou une fonction de parking en mode électrique. Comme cela est illustré par la figure 1, le dispositif de commande 30 pourra être externe à l'onduleur de puissance de la machine électrique 24. 10 Alternativement, comme cela est illustré par la figure 2, l'onduleur de puissance 25 ainsi que le dispositif de commande 30 sont regroupés à l'intérieur d'un même boîtier commun 32. Le boîtier commun 32 est de préférence le boîtier de l'onduleur 25. L'onduleur de puissance 25 ainsi que le dispositif de commande 30 partagent des composants communs, tels 15 qu'un dissipateur thermique et/ou une carte électronique et/ou des connecteurs, etc... Les machines électriques tournantes 18, 24 sont connectées à un premier réseau électrique 33 sur lequel est également reliée la batterie 35. Une tension de fonctionnement du réseau électrique 33 et donc des machines 18, 20 24 est de préférence inférieure à 60 Volts. Avantageusement, la tension de fonctionnement du réseau électrique 33 est de 48 Volts. D'autres charges électriques pourront également être connectées sur le réseau électrique 33. Chaque machine électrique 18, 24 pourra présenter une puissance comprise entre 10kW et 30 kW et fournir un couple compris entre 55Nm et 100Nm. Les 25 machines électriques 18, 24 pourront par exemple être des machines de type synchrone à aimants permanents. Le circuit de refroidissement des machines électriques 18, 24 pourra être à base d'eau ou d'huile. Le réseau électrique 33 est interfacé avec un deuxième réseau électrique 38 basse tension par l'intermédiaire d'un convertisseur de puissance 30 continu/continu 39. Le calculateur moteur 40 ainsi que des consommateurs électriques 41 du véhicule de type éclairage, actionneurs de vitres ou de 6 sièges sont connectés au réseau électrique 38. Ce réseau électrique 38 appelé "réseau de bord" est associé à une batterie 43 présentant une tension de fonctionnement inférieure à celle du premier réseau électrique 33. La tension de fonctionnement du réseau électrique 38 est de préférence de s l'ordre de 12 Volts. Un chargeur 45 entre un réseau externe et le réseau électrique du véhicule automobile pourra permettre de recharger la batterie 35. Ce chargeur 45 pourra également être disposé à l'intérieur du boîtier commun 32. Ce chargeur 45 est utilisé pour des applications à rechargement externe dites de 10 type "Plug-in". En variante, comme cela est illustré par la figure 3, on prévoit deux machines électriques 24.1, 24.2 associées chacune à une roue 22.1, 22.2 du train 21. Il sera ainsi possible d'utiliser deux machines électriques 24.1, 24.2 moins puissantes et donc moins onéreuses pour réaliser la fonction de répartition 15 vectorielle de couple. Bien entendu, la description qui précède a été donnée à titre d'exemple uniquement et ne limite pas le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les différents éléments par tous autres équivalents. En outre, les différentes caractéristiques, variantes, et/ou formes de 20 réalisation de la présente invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons, REVENDICATIONS1. Architecture de traction (10) pour véhicule automobile comportant: - un train (21) comportant une première roue (22.1) et une deuxième roue (22.2), - au moins une machine électrique tournante (24) montée sur ledit train (21), ladite machine électrique tournante (24) étant associée à un onduleur de puissance (25), et - un différentiel mécanique (27), caractérisée en ce que ladite architecture de traction (10) Io comporte en outre: - un premier embrayage électronique (29.1) monté entre la première roue (22.1) et le différentiel mécanique (27), - un deuxième embrayage électronique (29.2) monté entre la deuxième roue (22.2) et le différentiel mécanique (27), et 15 - un dispositif de commande (30) du premier embrayage électronique (29.1) et du deuxième embrayage électronique (29.2) configuré pour adresser un couple de façon privilégié sur une des roues (22.1, 22.2) en fonction de conditions de roulage. 2. Architecture de traction selon la revendication 1, caractérisée en ce 20 que le dispositif de commande (30) est externe à l'onduleur de puissance (25) de la machine électrique tournante (24). 3. Architecture de traction selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'onduleur de puissance (25) ainsi que le dispositif de commande (30) sont regroupés à l'intérieur d'un même boîtier commun (32). 25 4. Architecture de traction selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'onduleur de puissance (25) ainsi que le dispositif de commande (30) partagent des composants communs. 5. Architecture de traction selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la machine électrique tournante (24) est apte à 30 être pilotée dans deux sens de rotation. 6. Architecture de traction selon la revendication 5, caractérisée en ce 8 que, dans les deux sens de rotation, la machine électrique tournante (24) est apte à fournir un couple positif en mode moteur ou un couple négatif en mode générateur. 7. Architecture de traction selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte deux machines électriques tournantes (24.1, 24.2) associées chacune à une roue (22.1, 22.2) du train. 8. Architecture de traction selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la machine électrique tournante (24) est apte à être utilisée avec une fonction de roulage électrique et/ou une fonction de récupération d'énergie électrique au freinage et/ou une fonction de parking en mode électrique. 9. Architecture de traction selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la machine électrique tournante (24) présente une tension de fonctionnement inférieure à 60 Volts. 15 10. Architecture de traction selon la revendication 9, caractérisée en ce que la machine électrique tournante (24) présente une tension de fonctionnement valant 48 Volts. 11. Architecture de traction selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la machine électrique tournante (24) présente 20 une puissance comprise entre 10kW et 30kW. 12. Architecture de traction selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la machine électrique tournante (24) est apte à fournir un couple compris entre 55 N.m et 100 N.m. 13. Architecture de traction selon l'une quelconque des revendications 25 1 à 10, caractérisée en ce que la machine électrique tournante (24) est de type synchrone à aimants permanents. 14. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte une architecture de traction (10) telle que définie selon l'une quelconque des revendications précédentes. 30