Brevet FR3123600A1 — publié le 20221209

Ce dispositif de traction (1) hybride de véhicule automobile comprend un moteur thermique (2), une première (3) et une deuxième (4) machines électriques, un ensemble de différentiel (5) relié aux roues du véhicule automobile, et comprend un embrayage (6) reliant la deuxième machine électrique (4) et le moteur thermique (2). Figure pour l’abrégé : Fig 1 Dispositif de traction hybride à deux machines électriques, un moteur thermique et un embrayage La présente invention concerne un dispositif de traction hybride de véhicule automobile hybride. L’invention porte plus particulièrement sur la transmission hybride reliant différents moteurs thermique et électriques aux roues du véhicule, la transmission étant adaptée pour réaliser différents modes de traction du véhicule. Techniques antérieures Un dispositif de traction hybride existant est par exemple composé d’une première machine électrique reliée aux roues du véhicule automobile par une descente de pignons, une descente de pignon étant un arrangement d’arbres et de pignons d’une chaîne cinématique. Cette première machine électrique est la machine électrique de traction. Le dispositif est pourvu d’une seconde machine électrique, connectée à un moteur thermique par une descente de pignons ainsi que d’un embrayage de couplage permettant de connecter le moteur thermique, ainsi que la seconde machine électrique, aux roues par une descente de pignons. La seconde machine électrique permet de servir de démarreur et de génératrice afin, par exemple, de recharger la batterie du véhicule automobile en coopérant avec le moteur thermique. Les documents US 2014/0374211 et US 2015/0236573 décrivent un dispositif de traction avec une première machine électrique de traction connectée aux roues selon un rapport unique et non déconnectable des roues. De plus, les documents décrivent une seconde machine électrique ayant la fonction de génératrice connectée au moteur thermique selon un rapport unique et n’étant pas déconnectable du moteur thermique. Un embrayage de couplage permet de coupler le moteur thermique aux roues lorsqu’il est fermé. Les modes de traction de cette transmission sont : électrique à l’aide de la première machine électrique de traction seule, l’embrayage de couplage étant ouvert ; en hybride série : l’embrayage de couplage est ouvert, le moteur thermique servant à la production d’électricité via la seconde machine électrique génératrice ; et en hybride parallèle ou moteur thermique seul : l’embrayage de couplage est fermé et le moteur thermique ainsi que la première machine électrique peuvent contribuer à la traction. La seconde machine est cantonnée à un rôle strict de génératrice et de démarreur. Elle ne peut participer à la traction électrique ce qui limite les capacités et performances du véhicule en mode électrique. Dans certains véhicules automobiles, une troisième machine électrique est installée sur le train arrière des véhicules afin de proposer de meilleures performances en traction électrique lorsque la troisième machine est mise en marche avec la première machine électrique, au détriment de la masse embarquée et du prix de fabrication et de vente du véhicule. La présente invention a donc pour but de pallier les inconvénients précités en améliorant les performances de traction électrique d’un véhicule automobile et à moindre coût. La présente invention a pour objet un dispositif de traction hybride de véhicule automobile comprenant un moteur thermique, une première et une deuxième machines électriques, un ensemble de différentiel relié aux roues du véhicule automobile, et un embrayage reliant la deuxième machine électrique et le moteur thermique. Ainsi, l’invention permet de rendre la deuxième machine électrique indépendante du moteur thermique en intercalant un embrayage entre eux, de sorte que des modes de roulage ou de traction supplémentaires sont réalisables. Avantageusement, le dispositif de traction comprend en outre un embrayage de couplage reliant le moteur thermique et/ou la deuxième machine électrique à l’ensemble de différentiel. Avantageusement, l’embrayage est destiné à coupler la deuxième machine électrique et le moteur thermique lorsque l’embrayage est fermé, et est destiné à découpler la deuxième machine électrique du moteur thermique lorsque l’embrayage est ouvert. Avantageusement, l’embrayage est de type sec ou humide, et comprend une friction, un mécanisme de pression et un moyeu amortisseur. Avantageusement, le dispositif de traction comprend une descente de pignon entre la première machine électrique et l’ensemble de différentiel. Avantageusement, le dispositif de traction comprend un dispositif de découplage entre la première machine électrique et l’ensemble de différentiel. L’invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant un dispositif de transmission hybride tel que défini précédemment. D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence au dessin annexé sur lequel : illustre schématiquement une vue en coupe d’un mode de réalisation du dispositif de traction hybride selon l’invention. Exposé détaillé d’au moins un mode de réalisation On a représenté sur la un dispositif de traction 1 hybride de véhicule automobile. Le dispositif de traction 1 hybride comprend un moteur thermique 2, une première machine électrique 3 et une deuxième machine électrique 4. La première et la deuxième machines électriques 3 et 4 sont par ailleurs reliées à un dispositif électrique comprenant une batterie (non représenté). Le dispositif de traction 1 comprend en outre un ensemble de différentiel 5 relié aux roues du véhicule automobile. Pour qu’un moteur soit relié aux roues (non représentées) pour entrainer le véhicule automobile, il doit être couplé à l’ensemble de différentiel 5. Le dispositif de traction 1 comprend également un embrayage 6 comprenant une friction, un mécanisme de pression 7 et un moyeu amortisseur 8. L’embrayage 6 est par exemple de type sec ou de type humide. Il est disposé entre la deuxième machine électrique 4 et le moteur thermique 2 de sorte que lorsque l’embrayage 6 est fermé, la deuxième machine électrique 4 et le moteur thermique 2 sont couplés. A l’inverse, lorsque l’embrayage 6 est ouvert, la deuxième machine électrique 4 est découplée du moteur thermique 2. L’embrayage 6 permet donc de désolidariser la deuxième machine électrique 4 du moteur thermique 2, permettant d’utiliser l’un sans l’autre et inversement. Le dispositif de traction 1 comprend en outre une chaîne cinématique 9 comprenant par exemple un premier arbre 10 relié à l’embrayage 6, lui-même relié au moteur thermique 2, un premier pignon 11 fixe porté par le premier arbre 10, un second arbre 12 relié à la deuxième machine électrique 4 et un second pignon 13 fixe porté par le second arbre 12. La chaîne cinématique 9 comprend également un troisième arbre 14, un pignon fou 15 porté par le troisième arbre 14, un troisième pignon 16 fixe porté par le troisième arbre 14 et un embrayage de couplage 17 porté par le troisième arbre 14 et permettant de solidariser le troisième arbre 14 avec le pignon fou 15 lorsque l’embrayage de couplage 17 est fermé. L’embrayage de couplage 17 comprend par exemple une cloche intérieure 18 rattachée au pignon fou 15, une cloche extérieure 19 rattachée au troisième arbre 14 et un pack de disques de liaison 20. L’embrayage 6 permet l’entraînement par le moteur thermique 2 du premier arbre 10 et du premier pignon 11. Le premier pignon 11 coopère d’une part avec le second pignon 13 fixe du second arbre 12 de la deuxième machine électrique 4. La deuxième machine électrique 4 fonctionne alors par exemple en mode génératrice. D’autre part, le premier pignon 11 coopère avec le pignon fou 15 et permet, lorsque l’embrayage de couplage 17 est fermé, d’effectuer la transmission de la puissance du moteur thermique 2 et/ou de la deuxième machine électrique 4 vers la couronne 21 de l’ensemble de différentiel 5. L’embrayage de couplage 17 permet donc de relier le moteur thermique 2 et/ou la deuxième machine électrique 4 à l’ensemble de différentiel 5. La chaîne cinématique 9 comprend en outre une descente de pignon 22 comprenant un quatrième arbre 23, un quatrième et un cinquième pignons 24 et 25 fixes portés par le quatrième arbre 23, un cinquième arbre 26 relié à la première machine électrique 3, et un sixième pignon 27 fixe porté par le cinquième arbre 26. Le quatrième pignon 24 coopère avec la couronne 21 de l’ensemble de différentiel 5 et le cinquième pignon 25 fixe coopère avec le sixième pignon 27 fixe du cinquième arbre 26, ledit cinquième arbre 26 étant entrainé par la première machine électrique 3 en mode de traction. Cette première machine électrique 3 est par exemple connectée aux roues de manière permanente par la chaîne cinématique 9 et l’ensemble de différentiel 5. En variante, la chaîne cinématique 9 comprend additionnellement un dispositif de découplage (non représenté) afin de pouvoir découpler la première machine électrique 3 de l’ensemble de différentiel 5 et donc des roues, par exemple dans un mode de transmission ou seul le moteur thermique 2 est utilisé pour la traction du véhicule. Le dispositif de découplage est par exemple un crabot ou un embrayage supplémentaire. Selon l’état de l’embrayage 6 et l’état de l’embrayage de couplage 17, il est possible d’isoler ou non les différentes machines électriques 3 et 4 ou moteur 2. La combinaison des états des deux embrayages 6 et 17 permet alors de réaliser des modes de traction supplémentaires comparé à l’état de la technique. On appelle mode de traction un mode de roulage défini en particulier par les machines et moteurs fonctionnant pendant le mode de roulage. On peut également transposer le dispositif de traction 1 sur un train arrière de véhicule automobile de sorte à en faire un dispositif de propulsion. Les principaux modes de traction de ce dispositif sont décrits ci-après. Dans un premier cas où l’embrayage 6 et l’embrayage de couplage 17 sont tous les deux ouverts, la traction est uniquement électrique et effectuée uniquement à l’aide de la première machine électrique 3. Ce cas permet notamment de déplacer le véhicule automobile à des vitesses faibles, par exemple en dessous de 50 kilomètres par heure. Dans un second cas où l’embrayage de couplage 17 est ouvert et que l’embrayage 6 est fermé, le mode de traction est en hybride série : le moteur thermique 2 sert à la production d’électricité via la deuxième machine électrique 4 qui est dans un rôle de génératrice et transmet de l’énergie à la batterie afin de la recharger, tandis que la première machine électrique 3 est utilisée pour la traction du véhicule. Dans un troisième cas où l’embrayage 6 et l’embrayage de couplage 17 sont fermés, le mode de traction est en hybride parallèle ou en moteur thermique seul : le moteur thermique 2 ainsi que la première machine électrique 3 peuvent contribuer à la traction. Ce cas permet de déplacer le véhicule hybride à des vitesses plus élevées, par exemple supérieures à 50 kilomètres par heure, ou avec de fortes accélérations nécessitant une forte puissance. Il n’est souvent pas nécessaire de mettre en route la deuxième machine électrique 4 autrement qu’en mode de génératrice, mais dans de rares cas où une forte puissance est demandée, l’utilisation du moteur thermique 2 et des deux machines électriques 3 et 4 en parallèle est envisageable. Dans un quatrième cas où l’embrayage 6 est ouvert et où l’embrayage de couplage 17 est fermé, le mode de traction est électrique à deux machines : la première et la deuxième machines électriques 3 et 4 contribuent à la traction du véhicule. Ce quatrième cas est uniquement possible avec la présence de l’embrayage 6 et permet d’obtenir une meilleure puissance et accélération du véhicule en ne sollicitant que les machines électriques 3 et 4 et sans le moteur thermique 2, ce qui permet des économies de carburant. De plus, pouvoir utiliser la deuxième machine électrique 4 comme machine de traction pour l’entrainement du véhicule permet de ne pas avoir à installer de troisième machine électrique, par exemple sur le train arrière, et donc de minimiser la masse embarquée et le coût de fabrication. En variante de certains cas, la composante électrique de la traction du véhicule est effectuée par la deuxième machine électrique seule 4. De plus, dans un mode de réalisation particulier exposé ci-dessus, la première machine électrique 3 est déconnectable grâce au dispositif de découplage, permettant de supprimer une force de résistance lorsque la première machine électrique 3 n’est pas en fonctionnement et que les roues sont entrainées par ailleurs. Dans les cas utilisant le moteur thermique 2, le démarrage du moteur thermique 2 continue d’être assuré par la deuxième machine électrique 4, l’embrayage 6 étant fermé au démarrage. Le lancement du moteur thermique 2 par fermeture progressive de l’embrayage 6 est également possible. Dispositif de traction (1) hybride de véhicule automobile comprenant un moteur thermique (2), une première (3) et une deuxième (4) machines électriques, un ensemble de différentiel (5) relié aux roues du véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comprend un embrayage (6) reliant la deuxième machine électrique (4) et le moteur thermique (2). Dispositif selon la revendication 1, comprenant en outre un l’embrayage de couplage (17) reliant le moteur thermique (2) et/ou la deuxième machine électrique (4) à l’ensemble de différentiel (5). Dispositif selon l’une des revendications 1 et 2, dans lequel l’embrayage (6) est destiné à coupler la deuxième machine électrique (4) et le moteur thermique (2) lorsque l’embrayage (6) est fermé, et est destiné à découpler la deuxième machine électrique (4) du moteur thermique (2) lorsque l’embrayage (6) est ouvert. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’embrayage (6) est de type sec ou humide, et comprend une friction, un mécanisme de pression (7) et un moyeu amortisseur (8). Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant une descente de pignon (22) entre la première machine électrique (3) et l’ensemble de différentiel (5). Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant un dispositif de découplage entre la première machine électrique (3) et l’ensemble de différentiel (5). Véhicule automobile comprenant un dispositif de traction (1) hybride selon l’une quelconque des revendications 1 à 6.