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Système de transmission pour véhicules.
La présente invention est relative à un système de transmission pour véhicules et particulièrement pour les autos dont la traction s'effectue par les quatre roues au moyen d'un' . moteur thermique et d'un moteur électrique.
Séné raie ment'; la traction automobile s'effectue par les roues arrière . Cependant, la traction par roues avant présente certains avantages sur la traction arrière. La voiture vire.
'beaucoup plus facilement et les dangers de dérapage sont de beaucoup diminués. Toutefois, cette traction avant présente le grand inconvénient de ne pas avoir une adhérence suffisante pour monter lesrampes un peu fortes, surtout que dans ce cas, l'effort à transmettre par le moteur est maximum.
Il a déjà été préconisé de réaliser la traction par les quatre roues et d'employer dans ce but un moteur thermique, et un moteur électrique, le moteur thermique agissant sur les roues arrière par uns liaison mécanique comprenant un changements de vitesse et sur lesroues avant par une liaison électrique. comprenant une dynamo et un moteur électrique.
Suivant l'invention, un système de transmission pour
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véhicules, :pa.rticuliè r#nt pour les autos, qui convient é ,7: nt pour avancer en palier, en côte et dans les descentes est obtenu par l'emploi d'un moteur thermique et d'un. moteur électrique, le moteur thermique pouvant être
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embrayé ave c chacun d3 s d3ux essieux du véhicule soit simul- t8.nér#nt avec les 03 ux essieux au moyen # liaisons à rapport de transmission différent, tandis que le moteur électrique, qui est de préférence relié à une batterie tampon, peut être couplé à chacune des deux transmissions.
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Afin que le m3Iro rapport cL vitesse puisse être établi entre les deux transmissions pour l'éntrainament simultané des Q).lat1'3 roue du véhicule par le moteur th3 rmique , un changement de vitesse peut, suivant l'invention, être intercalé dans l'uns ou l'autre des deux transmissions. Le moteur thermique peut être utilisé pour entrainer une dynamo qui est reliée au moteur électrique et à la batte rie tampon qui peut être prévue.
Suivant l'invention, le moteur électrique disposé
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entra le moteur thsrmiqus e t un essieu du véhicule , de préférsnoe l'essieu arrière , peut 6'tre accouplé à cet essieu par l'intermédiaire d'un dispositif d'entraînement à sans unique empêchant le moteur électrique d'atteindie une vitesse exagérée lorsque l'ëntrainement est effectué à grande vitesse par le moteur thermique seul. Le moteur électrique utilisé suivant l'invention peut avantageusement être un moteur série fournissant un puissant couple de démarra.Le rotor
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de ce moteur série peut Ctm relié à l'arbie qu' il actionne par un embrayag3 é1e ctror#.enétique ne réalisant la solidari- sation complète 9..t,1Ia.près un certain temps.
Dans le but de régler automatiquement l'association du moteur thermique et du moteur électrique, un système de
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contrôle est, suivant l' invention, influencé par deux facteurs qui sont respectivement la vitesse effectif du véhicule ou du moteur tbsrmiqus et la position d'un levier commandant l'alimen- tation du moteur thermique. Ce contrôle est effèctué d'une part par la pédale d'accélération du moteur thermique et d'autr3 part par un régulateur centrifuge agissant éventuellement avec effet différé lors des ralentis s.-m3nts , par exemple par l'inter- médiaim d'un oeillet ou système analogue.
Dans le but d'éviter une décharge excessive de la batfirie5, lorsque le véhicule gravit' une forte rampe, il est prévu également un relai à temps ou tout autre dispositif intercalé dans le circuit du moteur électrique. Ce relai est établi de façon à fonctionner après un temps d'autant plus court que l'intensité du courant est plus forte.
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Lorsque le islai fonctionne, il actionna un avertisseur lumineux ou acoustique qui signale au conducteur l'opportunité #cha.ng3 r de vitesse., c'est-à-din le rapport, de transmission, Ce :B3la:L peut du rsste , au lieu d'actionner un signal, couper le circuit de l'embrayage do prise directe et intercaler .m 1'embràyage b vitesse réduite.
Suivant l'invention la batterie tampon fournissant le courant au moteur électrique relié mécaniquement- à l'un das
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essieux, peut êtr. rechargée par ce dernier, du type shunt ou de pr6f 61--no-, compound pouvant donc jouer le rôle de génératrice et éventuellement par une dynamo de c1:a.r reliée mécaniquement au moteur t# rmique , le déma.rra. et 1'àccélération du véhicule se faisant en connectant le moteur électrique ave c la batterie.
Il est connu qu'en modifiant plus ou moins l'excitation d'un moteur, on modifie les courbes caractéristiques. Suivant
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l'invention, le contrôle de la vitesse en fonction des accédé-
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rations, décélérations et profil du terrain est réalisé à l'intervention d'un pendule influençant l'excitation du moteur électrique.
En vue de contrôler la marche du moteur thermique par le courant du circuit du moteur, il est prévu un dispositif d'alimentation constitué par un servomoteur dont l'inter- vention est contrôlée par un électro-aimant composé de deux enroulements respectivement intercalés l'un en parallèle avec la batterie et l' autra en série avec cette dernière, cesdeux enroulements agissant dans la même sans lorsque la batterie est en décharge et en sens contraire lorsqu'elle est en charge.
Suivant l'invention, le mot3ur thermique est relié à un ou plusieurs essieux par un ou des embrayais magnétiques réalisant automatiquement la solidarisation complète lorsque le voltage maximum est atteint aux bornes du moteur aux- quelles lescircuits de cesembrayais sont branchés.
L'invention prévoit également le contrôle de ces circuits par 1'électro-aimant auquel il a été fait allusion ci-dessus, le moteur thermique étant débrayé de ou des essieux qu' il commande lorsque l'intensité du courant de charge' de la batterie atteint une valeur prédéterminée.
En vue de réaliser lc déplacement du véhicule dans ledeux sens de marche pour un même sens de marcha du moteur thermique, le moteur peut, suivant l'invention, être embrayé soit avec les essieux avant, soit avec les essieux arrière par des pignons inversés. Cette disposition permet de réaliser un frein auxiliaire de sécurité en excitant à la fois les embrayais disposés de chaque côté du moteur thermique.Il est à remarquer également que le changement
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automatique desconnections du moteur électrique e st prévu,
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suivant 1 ':
inntion, lors 03 la commutation mécanique de ces embrayages. les dessins représentent schématiquement à titre d'exemple
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deux modes de réalisation d'un système da transmission suivant l'invention, Dans la fig.l, le systèra 03 transmission destiné, par exemple à un véhicule automobile, comprend comme source d "énergie; un moteur thermique 1 qui est ralié mécaniquement ave7c une génératrice de courant 2. Catw génératrice est destinée à fournir le courant au moteur électrique 3 et à charger une battarie tampon 4 alimentant le motaur électrique- en cas de besoin.La moteur électrique actionne un arbre 5 qui
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peut e'tr3 mis en relation avec le moteur thermique par un système d'embrayage 6.
L'arbie du moteur électrique 3 peut être ra lié à l'éssieu arrière 7 par un engT3na.ge 12 au moyen d'un embrayage électro-magnétique 8 recevant le courant de la 'batterie 4.
Cet embrayage 8 de réalise la solidarisation complète qu'après un certain temps, lorsque la force contra électro- motrice- aura atteint une valeur suffisante pour diminuer
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l'importance du courant. de mise en marc#. A cet effet on bran-che aux bornes de l'induit du moteur électrique 3 un petit ralai 25., lequel lorsque le voltage aux
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bornes de l'induit atteint une certaine valeur, ferne le circuit de l'embrayage magnétique 8.
De cette façon, en fermant le circuit du moteur électrique ce dernier sa met en marche et aussitôt que le voltage aux bornesde l'induit atteint une certaine valeur, l'embrayage 8 est automatiquement excité.
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On peut remplacer le ralai 25 par un centrifuge actionné
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par le moteur électrique 3 et qui ferme automatiquement la circuit de l'embrayage magnétique 8 à partir d'une certaine vite s s:: du moteur.
Pour empêcher le moteur électrique 3 de tourner à une vitesse exagérée lorsqu'à grande allure le moteur thermique intervient seul, une roue libre 9 est insérée entre le moteur électrique 3 et l'essieu arrière 7. roue 9 empêche la transmission du mouvement de rotation de l'axe 7 de la roue arrière au moteur 3.
Entre le moteur électrique 3 et l'essieu arrière 7 est également intercalé un changement de marche 10 actionné par un levier 11. Ce levier peut occuper trois positions I, II et III: La première est la position de marcha avant, la troisième est la position de marche arrière et la deuxième est la position point mort, Dans cette dernière position le moteur électrique 3 est isolé de l'essieu arrière 7 ce qui permet le lancement du moteur thermique au moyen du moteur électrique.
Un réducteur de vitesse 13 peut etre disposésoit entre le moteur thermique 1 et le moteur électrique 3, soit entre ce dernier et l'essieu arrière 7..
Le moteur thermique 1 est ralié à l'essieu avant 14 par un arbre 15 portant des organesde transmission 16 et un système d'embrayage 17 servant à relier le moteur thermique 1 avec l'arbre 15. Les embrayages s 17 et 6 peuvent être embrayés à la main et désembrayés par le conducteur par desmoyens mécaniques.
Pour démarrer le véhicule automobile , le conducteur tourna le levier de changement de vitesse 10 de la position point mort II à la position de marche avant I et sépare
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l'essieu avant 14 du moteur thermique 1 en ouvrant l'embrayai 17, tandis qu'il relie. le moteur électrique 3 au moteur thermique en fermant l'embrayage 6. Lors que le voltag aux bornes de l'armature du moteur électrique a atteint une certaine
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valeur, le lelai 25 ferme l'embrayage électro-magnétique 8, de sorte que l'essieu arriéra 7 est entrainé par le moteur thermique 1 et le moteur électrique 3.
Lorsqu-, les véhicule-, est en marche, l'entraînement peut être effectué seulement à l'essieu avant 14 par le moteur thermique 1 après fermeture, de l'embrayage 17. Dans ce cas, le moteur électrique 3 sert
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uniquement à compenser l'augmentation d'ënsrgjje requise par l'entraînement.. de l'essieu arrière 7 en raison des accélérations ou autres pointes de puissance.
La mise en ou hors circuit du moteur électrique peut être effectuée automatiquement en plaçant dans le circuit du moteur deux contacts mobiles A et B dont un par exemple ,le contact A;
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est contrôlé par un régulateur centrifuge 26 entrainé par l'axe' z au moyen d'un organe intermédiaire 18, tandis que le papillon 20 placé dans le conduit d'amenée du gaz 21 du moteur tharmique' et actionné par la pédale d' àccél6ration 22, transues ses mouvements à l'autre contact mobile B'par l'intermédiaire, du leviez 19.
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Lorsque le motour thermique 1 tourne au ralenti, le papillon 20 est placé PI13sque¯:P3:r);>?-ndicula.i:#m:mt au courant. gazeur dans le conduit 21 et écarte los deux bornes A et B.
Lors de l'accélération, le papillon 20 s'incline et tenct à, devenir parallèle au courant gazeux mettant en contact, les deux points A' e t B. La vitesse augmente, la régulateur centri-
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fUg3 agit et écarte les deux borm A et B. Cette action du régulateur centrifuge s'effectue évontue-11-- ment avec effet
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différé lors des ra13ntissJnBnts par l'intsrmédiairs d'un oeillet 23 .
Si pour uns position bien déterminés de la pédale d'accélération 22, la vitesse diminue et devient inférieurs à la vitesse prédéterminée, il y a contact en A, B fermant
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le circuit électrique p3rm3ttant d'Utiliser la traction électrique pour augnnt;r la vitesse du véhicule.
Lorsque. le moteur thermique fonctionne au ralenti, le véhicule étant arz6té, les contacts A ot B sont écartés d'une certaine quantité, et le circuit du moteur électrique 3 est coupé. Lorsque le conducteur appuie légèram:mt. sur l'accélérateur 22, le moteur thermique 1 prend de la, vitesse et lescontacts A et B se touchant, le moteur électrique est
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intercalé, la voiture démarre par la fermeture de 11 embra.ya 8 et de l'embrayage 6 avec ouverture simultanée de l'em- brayage 17. La voiture accélérant, le régulateur centrifuge 26 actionné par le moteur thermique par exemple, déplace l'organe 18 dans le sans de la flèche' X et après que cet organe a accompli une course y écarte le contact A de B coupant ainsi le circuit du moteur électrique 3.
Si le con- ducteur appuie d'avantage sur l'accélérateur 22, les con-
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tacts A et B so touchent ce nouveau, le moteur électrique intervient de nouveau pour auvents r la vitesse du véhicule et les contacts sont de nouveau écartés.
Si le véhicule vient à ralentir, par exemple lorsqu'il aborde une forte rampe, et si ce ralentissement est suffisant
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pour obliger le régulateur centrifuge 26 à déplacer le contact A¯ et à fermer le circuit du moteur éle ctrique 3, le moteur électrique entre de nouveau en action et facilita l'entraînement.
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rans le circuit du moteur électrique. 3 peut 4tre branch6 un râlai à temps ou tout autre dispositif analogue non représenté, destiné à limiter la durée de marche du moteur électrique. Ces dispositif pourvu d'un avertisseur oblige le conducteur à
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cba.ng3r de vitesse.
Il peut également provoquer directement un chanment, dans le rapport de transmission entre le moteur thermique et les deux essieux.
Comme on le voit par le système de transmission représenté dans la fig.l, le moteur électrique 3 intervient par intermittence
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chaque fois que le besoin s'en fait sentir, soit pour démarier soit pour accéléier rapidement le véhicule après un ralentisse- ment. En même temps, l'entraînement des roues avant et l'en- trainenent des deux essieux 7 et 14 sont possibles. En outrer il est tout à fait impossible pour le conducteur de surcharger
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la batte rie 4.
Au lieu de déconnecter le moteur électrique de la batterie
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lorsqu'on désire le randra inopérant, une connexion permanente peut être prévue entre la batterie et le moteur électrique s'il e st utilisé un moteur compound muni d'un régulateur faisant varier l'excitation shunt et le courant fourni par la batterie, suivant la vitesse du véhicule et qui est à son tour influencé par la pédale d'accélération du moteur thermique. Dans ce but, on peut employer un régulateur centrifuge actionné par le
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moteur électrique et intercalant des résistances dans 1'bxci- tation shunt au fur e t à mesure que la vitesse du moteur augrnte.Ta. pédale d'accélération du moteur thermique peut agir également sur ces résistances ou sur le régulateur centrifu même.
Le régulateur peut aussi être automatique d'un type par
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exemple bien cormu, "Vibreur" employé pour régler le courant
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des dynamos de char des batteries des voitures automo- biles. Ce régulateur se rait influencé par le voltage et par le courant débité par la batterie., La. pédale d'accélé- ration agirait de son côté pour modifier d'un-- manière convenable, les constantes du régulateur. De ce tte façon le courant dans le moteur électrique serait ramené automa,- tiquement approximativement à 0 lorsque le moteur électrique n'aurait plus à intervenir comme appoint.
Dans la forme de réalisation représentée à la figure 2, un moteur thermique 102 est relié mécaniquement à une petite dynamo de char 103 en liaison électrique avec la batterie tampon 104. Ce moteur thermique peut être embrayé avec l'essieu arrière 105 ou l'essieu avant 106 par l'in- termédiaire desembrayais magnétiques107 et 108 branchés aux bornes du moteur électrique 109. Ce dernier est soli- daire de la liaison 110 reliant le moteur thermique à l'essieu avant 106.
Le moteur électrique 109 utilisé est un moteur shunt ou de préférence un moteur compound composé de l'enroulement série 111 et de l'enroulement shunt 112. Il est connu d'utiliser cetypesde moteur lorsqu'on veut faire 03 la récupération d'énergie électrique. Dans le cas de l'inven- tion ce moteur peut dans certains cas jouer le rôle de moteur tandis que dans d'autrescas, il peut jouer le rôle de dynamo de charge de la batterie tampon susmentionnée et même suffir à remplacer complètement la dynamo de charge 103 .
Il sera notamment utilisé comme moteur lorsque le couple résistant dépasse le couple du moteur thermique, par exemple lors de la montée d'une rampe , tandis que pendant les descentes, le freinage et même dans certaines
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circonstances pendant la marche en palier, il fonctionnera. comme génératrice et récupérera ou transformera, de l'énergie en chargeant la batterie tampon.
On sait que ce sont les moteurs à excitation en série importante qui répondant le mieux aux conditions d'actionnemnt devéhicules mais par contre il est désirable de supprimer ou de réduire l'action de l'enroulement série pour charger les ' batteries d'accumulateurs. A cet effet, un disjoncteur auto- matique 113 est utilisé en vue de court-circuiter tout ou partie ce l'excitation série lorsqu'il charge la batterie et, d'intercaler l'excitation série au maximum dès que la batterie,,, envoie du courant dans le moteur.,
Si l'bn veut maintenir la vitesse constante d'un moteur compound lorsque le couple résistant va en croissant, il est connu de diminuer le flux inducteur.
Dans le cas de 1'invention le contrôle- du flux inducteur est réalisé automatiquement par l'intermédiaire d'un régulateur pendulaire 114 monté en série' sur le circuit inducteur shunt. Ce régulateur sa déplace sur desplots entra lesquels sont intercalées des résistances115.
Lorsque le véhicule est en descente , les résistance 115 sont entièrement. ou partiellement retirées du circuit inducteur, tandis qu'elles sont entièrement ou partiellement insérées lorsqu'il escalade une rampe. Cette modification du flux induc- teur suivant l'inclinaison du terrain est obtenue quel que. soit le sans de march3 du véhicule par l'intermédiaire d'un inverseur de marche 116. Il est en effet à remarquer que si le véhicule, se déplace en avant et descend une rampe,le régulateur 114 occupa- une position talle que les résistances insérées sont faibles ou nulles..Ces mêmes résistances resteraient intercalées si le véhicule fait marche dans l'autre sens, c'est-à-dire.
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gravit la rampa.
Seulement dans ce cas il est fait usage de l'inversour de marche 110, la clef passe de la position 116a, 116c à la position 116b, 116c et maintient automatique un flux inducteur dépendant de l'inclinaison du terrain et éventuellement desaccélérations et décélérations. Ce dis- positif a encore comme avantage d'agir par son inertie à chaque ralentissement ou chaque freinage sur l'excitation shunt du moteur, ce damier fonctionnant dans ce cas comme génératrice et récupérant, de l'énergie.
Il va de soi que la manoeuvre de l'inverseur de marche susdit peut opémr en mené temps, par une liaison appropriée, le renversement des connections du moteur électrique.
La petite dynamo de charge 103 n'aura pas à intervenir souvent et pourrait même être supprimée dans certains cas, grâce au courant produit par le moteur électrique 109 fonc- tionnant come génératrice soit par récupération lors des descentes, des freinages et ralentissement, soit par trans- formation de l'énergie disponible au moteur thermique quL lui est transmise du fait du mouvement du véhicule .L'énergie électrique ainsi produite peut être dans certains cas par- faitement suffisants pour compenser l'énergie électrique dépensée pendant le démarrage et l'accélération.
La petite dynamo de charge 103 est pourvus d'un régu- lateur automatique de charge non représenté ainsi que d'un disjoncteur automatique 117. Ces deux dispositifs permettent de la retirer automatiquement du circuit de la batterie, chaque fois que le moteur de traction reçoit du courant de celle-ci.
En vue de contrôler l'alimentation du moteur thermique par la courant du moteur, il est fait usage d'un sarvo-
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moteur fonctionnant de la façon suivante : un électro-aimant 118 muni d'un plateau 119 actionne deux soupape s 120 et 121 s'ou- vrant en sens inve rse. Ces deux soupapescontrôlent respecti- vementl'arrivée et le départ d'un liquida sous pression pénêtrant dans une chambre 122 en communication avec une chambre 123 où se meut un piston 124 solidaire,$, par l'intermédiaire d'un levier 125, du papillon 126 ou tout autre dispositif analogue- contrôlant l'arrivée du combustible dans le moteur thermique.
Cet électro-aimant 118 est soumis d'une part à l'action d'un ressort,127 tendant à ouvrir la soupape de décharge: du servo-moteur et d'autre part à celle de deux enrou- . lements dont l'un 129 est disposé en parallèle avec la batteries. ou avec le moteur électrique tandis que l'autre 128 est en série avec cette dernière.
Ces deux enroulements agissent dans le marna sens lorsque la batterie. est en décharge. et en sens contraire lorsqu'elle est en charge,
La disposition suivant l'invention est telle que lorsque le véhicule a atteint une certaine vitesse, prédéterminée, l'appoint d'énergie; mécanique fourni par le moteur électrique:: pendant le démarrage pourra être réduit ou annulé et cela automatiquement sans déplacement de la manette du controller, ce résultat pouvant être obtenu au moyen d'un régulateur centri- fuge agissant sur l'excitation du moteur électrique à partir de la vitesse prédéterminée susdite.
Dans ce cas il convient de maintenir la vitesse du véhicule en agissant sur le servo-moteur contrôlant l'alimentation du moteur thermique. Ce résultat peut être obtenu en faisant agir le régulateur centrifuge susdit pour modifier les conditions de fonctionnement de ce servo-moteur.
Les deux embrayais magnétiques 117 et 118 accouplant le.
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moteur thermique aux essieux avant et arrière fonctionnent. automatiquement et d'une manière progressive. Leur intar- vention est contrôlés par les interrupteurs 136 et 137 insérés dans leur circuit. Ils sont connectés aux bornes du moteur électrique 109 et réalisent la solidarisation com- plète lorsque les résistances intercalées dans ce dernier sont retirées du circuit par l'intermédiaire du controller 132. Dans le cas où par la manoeuvre de ce dernier on coupe le circuit du moteur, on coupe en même temps celui de l'embrayage.
Afin de récupérer le maximum d'énergie lorsque le moteur électrique fonctionne comme génératrice, il est dési- rable de dé coupler le moteur thermique de ou des essieux commandés par ce dernier et de réduire en même temps la quantité de combustible de façon à le faire tourner au ralenti. De ce.tte manière on évite qu'une partie de l'énergie. à récupérer soit absorbée par les résistances passives du moteur thermique.
Cette condition est réalisée suivant l'in- vention de la manière suivante :
L'électro-aimant 118 est pourvu d'une lame métallique flexible 138 isolée de son noyau et qui ferme le circuit des embrayages par les contacts 139 et 140. Cette fermeture se produit dès que la batterie est en décharge et le cir- cuit des embrayages est- automatiquement coupé lorsqu: le moteur éle ctrique commence à charger la batterie avec une certaine intensité. De cette façon la récupération d'énergie est maximum et la consommation de combustible minimum.
Il va de soi que le circuit des embrayages peut être fermé ou coupe par un petit relai distinct influencé par le courant traversant le moteur électrique.
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Lorsque le cylindre 123 du serve-moteur e.st sous la pression atmosphérique, l'admission du combustible est réduite à la quantité nécessaire pour faire fonctionner le moteur thermique au ralenti. Cette quantité est réglée au moyen d'une vis de butée 141 limitant la course du piston et par le fait même' empêchant la ferma turc complète du tuyau d'amenée du combustible, au moteur thermique.
Ce système permet également, au moteur thermique' de tourner
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au.toma.tiquer#nt au ralenti lorsqJ.1!!!r le véhicula est à l'arrêt.
De ce fait,, le débit possible du combustible est réduit au minimum, de sorte qu'il n'y a pas à craindra d'émballemnt, lorsqu'on démarre le moteur tbarmique>.
Dans le cas où on fait usage d'un moteur thermique fonc- tionnant dans le doux sens, les pignons de' commanda des
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essieux ne sont pas inversés et les deux ezbrayagzs peuvent être actionnés simultonénrant, Si au contraire il est fait usa,. d'un moteur thermique fonctionnant dans un seul sens, 1a transmission de l'effort aux essieux avant et arrière s'effectua par l'intermédiaire de pignons inversés 130 et 131. Ceux-ci
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permettent da réaliser le déplacement du véhicules dans les deux, sens de marcha pour un m3me sans de rotation du moteur
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thermique. Il est également à noter que la commutation # ces embrayais change en même temps les connections du moteur da traction.
Le dispositif par pignons inversés réalisa en même temps un frein auxiliaire de sécurité, car il suffit à l'arrêt-
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d'exciter en mgmo temps les dsux embrayages pour émpêc#r tout déplacement du véhicule. contrôle comp13t d3 la voiture peut se fàire par le controller 132 pouvant se déplacer sur des plots tels que 133
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et 134 réunis par dasrésistances. lesplots 133 sent insérés dans le circuit inducteur shunt du moteur électrique et les résistances disposées d@ tell;) manière qu'elles
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aU@I8ntcmt par la manoeuvre du controller dans le sens ds la fermeture du circuit pour aU.2fl1.:;)nter la Vit3SSJ du véhicule.
Par contre les plots134 sont intercalés dans le circuit du moteur et les résistances vont en diminuant lors du dépla-
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ceùen% du controlb r dans le S3ns susnantionné.
L'emploi du motaur électrique agissant coinças généra- tric lors du ra.lcmtissc:r#nt et du fre ina combiné avec des freins normaux constitua automatiquement un freina autovariable en fonction de la vit3sse. Ce rôle joué par le
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moteur psrnut de récupérer une grande partie, cb 11 émrgie réalisant un-- grande économie dc combustible.
Il est à remarquer que l'invention n'est pas limitée à l'utilisation d'un seul moteur thermique associé à un seul moteur électrique mais s'étend à l'utilisation d@ plusieurs de cesunités.
REVENDICATIONS.
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1. Systèm3-d2 transmission pour véhicules comportant un moteur électrique associé à un moteur thermique c a - r a c t é r i s é en ce que l3 moteur thermique paut être embrayé avec l'un ou l'autre desessieux au moyen de liaisons à rapport de transmission différent, la moteur électrique, éventuellement associé à une batterie tampon, pouvant être couplé avec l'une CE ces liaisons.
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2. Systèim da transmission suivant la revendication 1
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Transmission system for vehicles.
The present invention relates to a transmission system for vehicles and particularly for cars whose traction is effected by the four wheels by means of a '. heat engine and an electric motor.
Senna ly '; the automobile traction is carried out by the rear wheels. However, front wheel drive has some advantages over rear wheel drive. The car turns.
'much more easily and the dangers of slipping are much reduced. However, this front-wheel drive has the great drawback of not having sufficient grip to mount the cramps a little strong, especially since in this case, the force to be transmitted by the engine is maximum.
It has already been recommended to achieve traction by the four wheels and to use for this purpose a heat engine, and an electric motor, the heat engine acting on the rear wheels by a mechanical link comprising a speed change and on the front wheels. by an electrical connection. comprising a dynamo and an electric motor.
According to the invention, a transmission system for
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vehicles,: par.rticuliè r # nt for cars, which is suitable, 7: nt to advance in level, on hills and in descents is obtained by the use of a heat engine and a. electric motor, the heat engine being able to be
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engaged with each of the three axles of the vehicle is simultaneously with the 03 axles by means of # links with different transmission ratios, while the electric motor, which is preferably connected to a buffer battery, can be coupled to each of the two transmissions.
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So that the m3Iro ratio cL speed can be established between the two transmissions for the simultaneous entrainament of the Q) .lat1'3 vehicle wheel by the th3 rmic engine, a speed change can, according to the invention, be inserted in the 'either of the two transmissions. The heat engine can be used to drive a dynamo which is connected to the electric motor and to the buffer battery which can be provided.
According to the invention, the electric motor arranged
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entered the thermal motor and an axle of the vehicle, preferably the rear axle, can be coupled to this axle by means of a single-point drive device preventing the electric motor from reaching an exaggerated speed when the drive is performed at high speed by the heat engine alone. The electric motor used according to the invention can advantageously be a series motor providing a powerful starting torque.
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of this series motor can Ctm connected to the arbie which it actuates by a clutch 3 e1e ctror # .enétique not realizing the complete connection 9..t, 1Ia. after a certain time.
In order to automatically adjust the association of the heat engine and the electric motor, a control system
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This control is, according to the invention, influenced by two factors which are respectively the effective speed of the vehicle or of the thermal engine and the position of a lever controlling the supply of the thermal engine. This control is carried out on the one hand by the accelerator pedal of the heat engine and on the other hand by a centrifugal governor, possibly acting with delayed effect during slowdowns, for example by the intermediary of a eyelet or similar system.
In order to avoid excessive discharge of the batfirie5, when the vehicle climbs a steep ramp, a time relay or any other device inserted in the circuit of the electric motor is also provided. This relay is established so as to operate after a shorter time the stronger the current intensity.
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When the islai is working, it activated a light or acoustic warning device which signals to the driver the opportunity # cha.ng3 r speed., That is to say the ratio, transmission, Ce: B3la: L can rsste, instead of actuating a signal, cut the lockup clutch circuit and insert the clutch at low speed.
According to the invention the buffer battery supplying the current to the electric motor mechanically connected to one das
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axles, can be. recharged by the latter, of the shunt type or of pr6f 61 - no-, compound which can therefore play the role of generator and possibly by a c1: a.r dynamo mechanically connected to the t # rmic motor, the dema.rra. and vehicle acceleration by connecting the electric motor with the battery.
It is known that by modifying more or less the excitation of a motor, the characteristic curves are modified. next
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invention, speed control based on access
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rations, decelerations and profile of the ground is carried out by the intervention of a pendulum influencing the excitation of the electric motor.
In order to control the operation of the heat engine by the current of the motor circuit, a supply device is provided consisting of a servomotor, the intervention of which is controlled by an electromagnet composed of two windings respectively interposed l ' one in parallel with the battery and the other in series with the latter, these two windings acting in the same without when the battery is discharging and in opposite direction when it is charging.
According to the invention, the thermal motor is connected to one or more axles by one or more magnetic clutches automatically achieving complete connection when the maximum voltage is reached at the terminals of the motor to which the circuits of these clutch are connected.
The invention also provides for the control of these circuits by the electromagnet alluded to above, the heat engine being disengaged from one or more axles which it controls when the intensity of the charging current of the battery reaches a predetermined value.
In order to achieve lc movement of the vehicle in the direction of travel for the same direction of operation of the heat engine, the engine can, according to the invention, be engaged either with the front axles or with the rear axles by inverted pinions. This arrangement makes it possible to produce an auxiliary safety brake by energizing both the clutches arranged on each side of the heat engine. It should also be noted that the change
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automatic connection of the electric motor is provided,
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next 1 ':
inntion, during 03 the mechanical switching of these clutches. the drawings show schematically by way of example
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two embodiments of a transmission system according to the invention, In fig.l, the transmission system 03 intended, for example for a motor vehicle, comprises as a source of energy; a heat engine 1 which is mechanically driven ave7c a current generator 2. Catw generator is intended to supply the current to the electric motor 3 and to charge a buffer battery 4 supplying the electric motor - if necessary. The electric motor drives a shaft 5 which
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can be connected to the heat engine by a clutch system 6.
The arbie of the electric motor 3 can be linked to the rear axle 7 by an engT3na.ge 12 by means of an electro-magnetic clutch 8 receiving the current from the battery 4.
This clutch 8 achieves complete connection only after a certain time, when the contra-electro-motive force has reached a value sufficient to decrease.
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the importance of the current. of setting #. For this purpose we connect to the terminals of the armature of the electric motor 3 a small ralai 25., which when the voltage at
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armature terminals reaches a certain value, closes the circuit of the magnetic clutch 8.
In this way, by closing the circuit of the electric motor, the latter starts up and as soon as the voltage across the armature reaches a certain value, the clutch 8 is automatically energized.
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The ralai 25 can be replaced by a centrifugal driven
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by the electric motor 3 and which automatically closes the circuit of the magnetic clutch 8 from a certain speed s :: of the motor.
To prevent the electric motor 3 from rotating at an exaggerated speed when at high speed the heat engine operates alone, a freewheel 9 is inserted between the electric motor 3 and the rear axle 7.wheel 9 prevents the transmission of the rotational movement from axle 7 of the rear wheel to the motor 3.
Between the electric motor 3 and the rear axle 7 is also interposed a gear change 10 actuated by a lever 11. This lever can occupy three positions I, II and III: The first is the forward position, the third is the reverse gear position and the second is the neutral position. In this last position, the electric motor 3 is isolated from the rear axle 7, which allows the heat engine to be started by means of the electric motor.
A speed reducer 13 can be arranged either between the heat engine 1 and the electric motor 3, or between the latter and the rear axle 7 ..
The heat engine 1 is linked to the front axle 14 by a shaft 15 carrying transmission members 16 and a clutch system 17 serving to connect the heat engine 1 with the shaft 15. The clutches 17 and 6 can be engaged. by hand and disengaged by the driver by mechanical means.
To start the motor vehicle, the driver turned the gearshift lever 10 from the neutral position II to the forward position I and separate
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the front axle 14 of the heat engine 1 by opening the clutch 17, while it connects. the electric motor 3 to the heat engine by closing the clutch 6. When the voltag at the terminals of the armature of the electric motor has reached a certain
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value, the lelai 25 closes the electromagnetic clutch 8, so that the rear axle 7 is driven by the heat engine 1 and the electric motor 3.
When the vehicle is running, the drive can be performed only on the front axle 14 by the heat engine 1 after closing the clutch 17. In this case, the electric motor 3 is used.
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only to compensate for the increase in ënsrgjje required by the drive .. of the rear axle 7 due to acceleration or other peaks of power.
The switching on or off of the electric motor can be carried out automatically by placing two movable contacts A and B in the motor circuit, one of which, for example, is contact A;
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is controlled by a centrifugal regulator 26 driven by the axis 'z by means of an intermediate member 18, while the butterfly valve 20 placed in the gas supply duct 21 of the thermic motor' and actuated by the accelerator pedal 22, transues its movements to the other mobile contact B ′ via the lever 19.
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When the thermal motor 1 is idling, the throttle 20 is placed PI13squē: P3: r);>? - ndicula.i: #m: mt in the current. gas in line 21 and separate los two terminals A and B.
During acceleration, the throttle 20 tilts and tends to become parallel to the gas flow bringing into contact the two points A 'and B. The speed increases, the regulator centered
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fUg3 acts and pushes aside the two borms A and B. This action of the centrifugal regulator is carried out eventually with effect
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deferred during re13ntissJnBnts by the intermediation of an eyelet 23.
If for a well-determined position of the accelerator pedal 22, the speed decreases and becomes lower than the predetermined speed, there is contact at A, B closing
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the electric circuit allowing the use of electric traction to increase the speed of the vehicle.
When. the heat engine operates at idle, the vehicle being arz6té, the contacts A ot B are separated by a certain amount, and the circuit of the electric motor 3 is cut. When the driver presses lightly: mt. on the accelerator 22, the heat engine 1 picks up speed and the contacts A and B touch each other, the electric motor is
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interposed, the car starts by closing clutch 11 and clutch 6 with simultaneous opening of clutch 17. As the car accelerates, the centrifugal governor 26 actuated by the heat engine for example, moves the member 18 in the end of the arrow 'X and after this member has completed a stroke there removes contact A from B thus cutting off the circuit of electric motor 3.
If the driver puts more pressure on the accelerator 22, the drivers
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tacts A and B so touch this again, the electric motor intervenes again to awnings r vehicle speed and the contacts are again moved apart.
If the vehicle slows down, for example when approaching a steep ramp, and if this slowing down is sufficient
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to force the centrifugal regulator 26 to move the contact A¯ and to close the circuit of the electric motor 3, the electric motor comes into action again and facilitates the drive.
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in the electric motor circuit. 3 can 4tre plug6 a timing rail or any other similar device not shown, intended to limit the running time of the electric motor. These device equipped with a warning device obliges the driver to
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speed cba.ng3r.
It can also directly cause a change in the transmission ratio between the heat engine and the two axles.
As can be seen from the transmission system shown in fig.l, the electric motor 3 intervenes intermittently
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whenever the need arises, either to start or to quickly accelerate the vehicle after slowing down. At the same time, the driving of the front wheels and the driving of the two axles 7 and 14 are possible. In addition, it is quite impossible for the driver to overload
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the battery 4.
Instead of disconnecting the electric motor from the battery
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when the inoperative randra is desired, a permanent connection can be provided between the battery and the electric motor if a compound motor fitted with a regulator is used which varies the shunt excitation and the current supplied by the battery, depending on the speed of the vehicle and which is in turn influenced by the accelerator pedal of the heat engine. For this purpose, a centrifugal governor actuated by the
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electric motor and inserting resistors in the shunt excitation as the motor speed increases. The heat engine's acceleration pedal can also act on these resistors or on the centrifugal governor itself.
The regulator can also be automatic of a type by
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good example, "Vibrator" used to adjust the current
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of tank dynamos of batteries of motor vehicles. This regulator would be influenced by the voltage and by the current supplied by the battery. The accelerator pedal would act on its side to modify in a suitable manner the constants of the regulator. In this way the current in the electric motor would be brought back automatically, approximately to approximately 0 when the electric motor would no longer have to intervene as a back-up.
In the embodiment shown in FIG. 2, a heat engine 102 is mechanically connected to a small tank dynamo 103 in electrical connection with the buffer battery 104. This heat engine can be engaged with the rear axle 105 or the axle. front 106 by means of magnetic clutches 107 and 108 connected to the terminals of the electric motor 109. The latter is integral with the link 110 connecting the heat engine to the front axle 106.
The electric motor 109 used is a shunt motor or preferably a compound motor composed of the series winding 111 and the shunt winding 112. It is known to use this type of motor when it is desired to recover electrical energy. . In the case of the invention, this motor can in some cases act as a motor while in other cases it can play the role of charging dynamo of the aforementioned buffer battery and even be sufficient to completely replace the battery dynamo. charge 103.
It will be used in particular as a motor when the resistive torque exceeds the torque of the heat engine, for example when climbing a ramp, while during descents, braking and even in certain cases.
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circumstances during level walking, it will work. as a generator and will recover or transform energy by charging the buffer battery.
It is known that it is the motors with high series excitation which best meet the operating conditions of vehicles, but on the other hand it is desirable to eliminate or reduce the action of the series winding for charging the accumulator batteries. To this end, an automatic circuit breaker 113 is used with a view to short-circuiting all or part of this series excitation when it charges the battery and, to interchange the series excitation to the maximum as soon as the battery ,,, sends current to the motor.,
If the bn wants to maintain the constant speed of a compound motor when the resistive torque is increasing, it is known practice to decrease the inducing flux.
In the case of the invention, the control of the inductor flux is carried out automatically by means of a pendulum regulator 114 mounted in series on the shunt inductor circuit. This regulator moves on plots between which are interposed resistors115.
When the vehicle is downhill, the resistance 115 is fully on. or partially removed from the inductor circuit, while they are fully or partially inserted when climbing a ramp. This modification of the inductive flux according to the inclination of the ground is obtained whatever. either the vehicle is off by means of a reverser 116. It should in fact be noted that if the vehicle moves forward and descends a ramp, the regulator 114 occupies a position as the resistors inserted are weak or zero. These same resistances would remain inserted if the vehicle is driven in the other direction, that is to say.
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climbed the rampa.
Only in this case is use of the reverse direction 110, the key passes from position 116a, 116c to position 116b, 116c and automatically maintains an inducing flow depending on the inclination of the terrain and possibly on acceleration and deceleration. This device also has the advantage of acting through its inertia on each deceleration or each braking on the shunt excitation of the motor, this checkerboard functioning in this case as a generator and recovering energy.
It goes without saying that the operation of the aforesaid reverser can opémr in time, by an appropriate connection, the reversal of the connections of the electric motor.
The small charge dynamo 103 will not have to intervene often and could even be eliminated in certain cases, thanks to the current produced by the electric motor 109 operating as a generator either by recovery during descents, braking and slowing down, or by transformation of the energy available to the heat engine which is transmitted to it due to the movement of the vehicle. The electrical energy thus produced may in certain cases be perfectly sufficient to compensate for the electrical energy expended during starting and running. acceleration.
The small charge dynamo 103 is fitted with an automatic charge regulator, not shown, as well as an automatic circuit breaker 117. These two devices allow it to be automatically removed from the battery circuit, each time the traction motor receives of the current thereof.
In order to control the supply of the heat engine by the current of the motor, use is made of a sarvo-
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motor operating as follows: an electromagnet 118 provided with a plate 119 actuates two valves 120 and 121 which open in the reverse direction. These two valves control respectively the arrival and the departure of a pressurized liquid entering a chamber 122 in communication with a chamber 123 where a piston 124 moves together, $, via a lever 125, of the butterfly valve. 126 or any other similar device controlling the arrival of fuel in the heat engine.
This electromagnet 118 is subjected on the one hand to the action of a spring, 127 tending to open the relief valve: of the servo-motor and on the other hand to that of two windings. elements of which one 129 is arranged in parallel with the batteries. or with the electric motor while the other 128 is in series with the latter.
These two windings act in the direction marna when the battery. is in landfill. and in the opposite direction when it is in charge,
The arrangement according to the invention is such that when the vehicle has reached a certain predetermined speed, the energy boost; mechanical provided by the electric motor :: during starting it can be reduced or canceled automatically without moving the controller handle, this result being obtained by means of a centrifugal regulator acting on the excitation of the electric motor at from the above predetermined speed.
In this case, the speed of the vehicle should be maintained by acting on the servomotor controlling the power to the heat engine. This result can be obtained by making the above-mentioned centrifugal governor act to modify the operating conditions of this servomotor.
The two magnetic clutches 117 and 118 coupling the.
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heat engine on the front and rear axles are working. automatically and gradually. Their intervention is controlled by switches 136 and 137 inserted in their circuit. They are connected to the terminals of the electric motor 109 and achieve the complete connection when the resistors inserted in the latter are withdrawn from the circuit by means of the controller 132. In the case where by the operation of the latter the circuit of the controller is cut. engine, the clutch is cut at the same time.
In order to recover as much energy as possible when the electric motor operates as a generator, it is desirable to disconnect the heat engine from the axle (s) controlled by the latter and at the same time reduce the quantity of fuel so as to do so. idle. In this way, part of the energy is avoided. to be recovered is absorbed by the passive resistances of the heat engine.
This condition is achieved according to the invention as follows:
The electromagnet 118 is provided with a flexible metal blade 138 insulated from its core and which closes the circuit of the clutches by the contacts 139 and 140. This closing occurs as soon as the battery is discharged and the circuit of the clutches. The clutches are automatically cut off when the electric motor begins to charge the battery with a certain intensity. In this way the energy recovery is maximum and the fuel consumption minimum.
It goes without saying that the clutch circuit can be closed or cut by a small separate relay influenced by the current flowing through the electric motor.
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When the cylinder 123 of the engine booster is under atmospheric pressure, the fuel intake is reduced to the amount necessary to operate the heat engine at idle. This quantity is regulated by means of a stop screw 141 limiting the stroke of the piston and by the same fact 'preventing the complete Turkish closure of the fuel feed pipe to the heat engine.
This system also allows the heat engine to run
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au.toma.tiquer # nt at idle when qJ.1 !!! r the vehicle is stationary.
As a result, the possible fuel flow is reduced to a minimum, so that there is no fear of racing when starting the tbarmic engine>.
In the case where use is made of a heat engine operating in the soft direction, the gears of 'commanded
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axles are not reversed and the two ezbrayagzs can be operated simultaneously, If on the contrary it is done usa ,. of a heat engine operating in only one direction, the transmission of the force to the front and rear axles was effected by means of inverted gears 130 and 131. These
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allow the movement of the vehicles in both, direction of travel for a m3me without engine rotation
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thermal. It should also be noted that switching these clutches at the same time changes the connections of the traction motor.
At the same time, the inverted pinion device provided an auxiliary safety brake, as it was sufficient when stationary.
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to energize the two clutches in mgmo time to prevent any movement of the vehicle. control comp13t d3 the car can be accessed by controller 132 which can move on plots such as 133
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and 134 united by resistance. the terminals 133 are inserted in the shunt inductor circuit of the electric motor and the resistors arranged d @ tell;) so that they
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aU @ I8ntcmt by operating the controller in the direction of closing the circuit for aU.2fl1.:;)nter the Vit3SSJ of the vehicle.
On the other hand, the pads134 are interposed in the motor circuit and the resistances decrease during displacement.
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ceùen% of controlb r in the above-mentioned S3ns.
The use of the electric motor, acting as a generator during the shift and of the brake combined with normal brakes, automatically constituted a self-variable brake according to the speed. This role played by the
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motor without recovering a large part, cb 11 emergie realizing a great fuel economy.
It should be noted that the invention is not limited to the use of a single heat engine associated with a single electric motor but extends to the use of several of these units.
CLAIMS.
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1. System3-d2 transmission for vehicles comprising an electric motor associated with a heat engine charac- terized in that the heat engine can be engaged with one or the other of the axles by means of links with different transmission ratio , the electric motor, possibly associated with a buffer battery, being able to be coupled with one CE these links.
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2. System of transmission according to claim 1