EP4356023A1 - Dispositif d'actionnement électromagnétique et système de transmission équipé de ce dispositif d'actionnement électromagnétique - Google Patents

Dispositif d'actionnement électromagnétique et système de transmission équipé de ce dispositif d'actionnement électromagnétique

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Publication number
EP4356023A1
EP4356023A1 EP22733171.7A EP22733171A EP4356023A1 EP 4356023 A1 EP4356023 A1 EP 4356023A1 EP 22733171 A EP22733171 A EP 22733171A EP 4356023 A1 EP4356023 A1 EP 4356023A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
axis
plunger
coupling part
transmission system
coupling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22733171.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Roël VERHOOG
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Embrayages SAS
Original Assignee
Valeo Embrayages SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Embrayages SAS filed Critical Valeo Embrayages SAS
Publication of EP4356023A1 publication Critical patent/EP4356023A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/06—Differential gearings with gears having orbital motion
    • F16H48/08—Differential gearings with gears having orbital motion comprising bevel gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/20—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices
    • F16H48/30—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using externally-actuatable means
    • F16H48/34—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using externally-actuatable means using electromagnetic or electric actuators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/20—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices
    • F16H48/24—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using positive clutches or brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
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    • F16H48/38—Constructional details
    • F16H48/42—Constructional details characterised by features of the input shafts, e.g. mounting of drive gears thereon
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21—Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/006—Structural association of a motor or generator with the drive train of a motor vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to an electromagnetic actuation device for a torque transmission system.
  • the invention relates to the field of torque transmission systems for vehicles, in particular for electric or hybrid vehicles.
  • the invention relates in particular to a transmission system incorporating a differential drive device aimed at transmitting and distributing a torque coming from an engine to two wheel drive shafts of an axle of the vehicle.
  • Electrodes used to actuate coupling devices of the dog clutch type, in particular in transmission systems incorporating a differential. These actuators can be controlled according to signals emitted by a sensor, which are representative of the position of the coupling device.
  • the sensors detect the position of a sensing target that moves with the moving part of the coupling device. This target is driven in rotation by the coupling device when the latter is closed.
  • a rotating target is not satisfactory because it must have an annular shape to be able to be located permanently opposite the sensor, which makes the device heavier and more cumbersome. Due to its larger wingspan, the target can also be stressed by oil flows likely to cause micro displacements of the target which are undesirable.
  • the document WO08024333 discloses an electromagnetic actuation device in which a plunger is moved axially to engage or disengage a dog clutch.
  • a detection target is carried by the diver to determine the position of the dog clutch.
  • This electromagnetic actuation device is characterized by the presence of a frame in which are housed the coil, the magnetic carcass 60/62 and the plunger 26 of the actuator.
  • a sensor arranged opposite the target is mounted on this frame.
  • the carcass has an annular opening that the plunger “closes” by moving axially.
  • the plunger is arranged partly radially outside the magnetic carcass and thus transmits the magnetic flux produced around the coil.
  • the target is carried by a lug which passes radially through a notch in the frame.
  • One idea underlying the invention is to provide an actuation device that is simpler and/or less bulky.
  • the invention provides an electromagnetic actuation device for a torque transmission system, the electromagnetic actuation device comprising a frame arranged around an axis X, the frame being fixed with respect to the X axis and comprising walls defining an annular cavity inside which are housed a coil and, at least in part, a plunger which is able to move axially along the X axis to actuate a coupling device .
  • the carcass further comprises a recess and the actuating device comprises a detection lug fixed to the plunger and passing through this recess, the detection lug being able to be detected by a sensor so as to generate a signal representing the axial position of the plunger.
  • the relative rotation of the plunger with respect to the carcass along the X axis can be prevented or limited thanks to the cooperation of the detection tab and the recess. Since the detection tab is not rotatable with respect to the casing and the sensor, it is possible to dispense with a circular target and thus limit the size of the device. Furthermore, the positioning of the plunger in the carcass makes it possible to simplify the structure of the actuation device, in particular by dispensing with an additional frame. In addition, by placing the plunger inside the casing, the plunger is protected during the assembly phase and it is possible to center the actuator from the outside in the casing.
  • Such an electromagnetic actuation device may comprise one or more of the following characteristics:
  • the casing comprises, seen in a plane comprising the X axis, a first side wall arranged around the X axis, a second side wall arranged around the X axis and axially spaced from the first side wall, a radially inner wall arranged around the X axis and connecting the first side wall to the second wall side, at least one radially outer wall arranged around the axis X and extending axially from at least one of the first side wall and the second side wall, the plunger being arranged radially inside the radially outer and radially outside the radially inner wall.
  • the actuation device is configured to generate a magnetic flux rotating around the coil section, according to a plane comprising the X axis, the magnetic flux substantially following the walls of the carcass.
  • the magnetic flux produced by the coil moves the plunger from the retracted position to the deployed position.
  • the carcass is able to conduct the magnetic flux generated by the coil. In other words, it is a magnetic carcass.
  • the carcass is a magnetic armature.
  • the carcass and the plunger in the deployed position cause the magnetic flux generated by the coil to circulate around the section of the coil.
  • the carcass is made at least in part in a ferromagnetic material.
  • the carcass is made entirely of a ferromagnetic material.
  • the plunger is made at least in part in a ferromagnetic material. [0022]
  • the plunger is made entirely of a ferromagnetic material.
  • the carcass is a hollow member having an axis of revolution along the X axis.
  • the carcass comprises an annular opening arranged around the axis X, the plunger being able to engage in at least a portion of this annular opening when the coil is supplied with current beyond a first threshold predetermined (in particular beyond a first predetermined intensity threshold).
  • the portion of the plunger capable of engaging in the annular opening is located radially outside a radially inner edge of the coil.
  • the portion of the plunger capable of engaging in the annular opening is located radially outside the coil.
  • the coil can have a smaller diameter, which reduces the cost of the solution.
  • the plunger moves axially to close the magnetic flux around the coil section, considered in a plane comprising the X axis, when the coil is supplied with current beyond the first predetermined threshold.
  • the annular opening is arranged radially inside the radially outer wall.
  • the annular opening has a circular shape seen from a plane perpendicular to the X axis.
  • the carcass comprises two annular parts, which, in a plane including the X axis, each have an L-shaped section.
  • the two annular parts of the carcass jointly define the annular cavity, in other words the hollow, in which the coil is housed.
  • the detection lug is adjusted circumferentially in the recess of the carcass.
  • the recess is delimited circumferentially by two end edges and the detection tab is fitted between these two edges.
  • the recess may have a closed or open outline on the outside.
  • the recess is a cavity communicating with the outside of the carcass.
  • the recess may have the shape of a slot.
  • the edge or edges axially delimiting the recess can serve as a stop to limit the axial displacement of the plunger.
  • the plunger is arranged radially outside the coil.
  • the coil can be smaller and less expensive.
  • the annular opening is arranged radially outside the coil.
  • the recess is located on the radially outer wall.
  • the detection tab can extend radially.
  • the recess is located on one of the first and second side walls.
  • the second side wall is located, relative to the coil, on the side of the coupling device actuated by the axial displacement of the plunger, and the first side wall is located on the other side, the recess being located at least partly in the first side wall.
  • the detection tab can extend axially.
  • the plunger comprises a main body having the general shape of a hollow cylinder of revolution around the X axis.
  • the plunger including its main body, is centered by its outer circumference on the carcass, in particular on the inner circumference of the outer cylindrical wall.
  • the plunger is traversed radially by the magnetic flux.
  • the detection tab may be cylindrical in shape, in particular in the form of a right circular cylinder.
  • the detection tab has at its end a detection zone capable of cooperating with the sensor to provide a signal representative of the axial position of the plunger.
  • This detection zone can be mounted on a plate. Thus detection is facilitated.
  • the detection zone can be formed on an added part.
  • the sensor can be a magnetic sensor.
  • the detection zone can be formed in a magnetic sheet or a magnet.
  • the tab can be made of a non-magnetic material.
  • non-magnetic we mean a material which is not or hardly attracted or repelled by a magnet, for example copper, aluminium, etc.
  • the electromagnetic actuation device may comprise a screen placed between the magnetic sensor and the coil.
  • the screen is configured to keep the magnetic flux generated by the coil away from the sensor.
  • the measurement made by the magnetic sensor is reliable and does not require corrections related to the value of the magnetic field generated by the coil.
  • the screen is made of a non-magnetic material.
  • the screen may be metallic.
  • the screen can be carried by the detection tab.
  • the electromagnetic actuation device comprises a connecting ring fixed to the plunger.
  • the connecting ring is non-magnetic, for example copper or bronze.
  • the connecting ring is fixed to the axial end of the plunger, on the side of the coupling device actuated by the axial displacement of the plunger.
  • the connecting ring is arranged in the axial extension of the plunger towards the coupling device.
  • the connecting ring and the plunger are rigidly connected to each other by one of their axial ends.
  • the connecting ring is fixed to the plunger, in particular by gluing, laser welding, press fitting or by fixing pins.
  • the plunger is located axially facing the coil. In other words, there is an axis parallel to the X axis passing through the plunger and the coil.
  • the plunger fits completely into the radial space occupied by the coil. In other words, all axes parallel to the X axis passing through the plunger pass through the coil. Thus, this design is very compact radially.
  • a thrust spring can be arranged axially between the coil and the plunger to exert a thrust force on the plunger complementary to the magnetic force generated by the coil on the plunger.
  • the inner cylindrical wall is arranged around the X axis and connects a radially inner edge of the first side wall to a radially inner edge of the second side wall.
  • the outer cylindrical wall is arranged around the X axis and extends axially from at least one of the radially outer edge of the first side wall and the radially outer edge of the second side wall.
  • Each annular carcass part having an L-section comprises one of the first and second side walls and one of the radially inner wall and the radially outer wall.
  • the invention also relates to a transmission system for a motor vehicle comprising
  • an electromagnetic actuation device as described above, a first element and a second element, the second element being rotatable relative to the first element around the axis X, at least one of the first element and the second element being able to transmit a torque between an engine and a wheel of the vehicle,
  • the coupling device operable by the electromagnetic actuating device;
  • the coupling device comprising a first coupling part adapted to be pushed axially directly or indirectly by the plunger of the electromagnetic actuation device and a second coupling part, the first coupling part being, with respect to the first element , fixed in rotation along the X axis, and the second coupling part being, relative to the second element, fixed in rotation along the X axis;
  • the first coupling part being axially movable between a coupled position in which the first coupling part is coupled with the second coupling part so as to prevent relative rotation of the first element and the second element along the X axis, and an uncoupled position in which the first coupling part and the second coupling part are uncoupled so as to allow relative rotation of the first element and of the second element along the axis X,
  • a sensor cooperating with the detection tab to provide a signal representative of the axial position of the plunger so as to determine whether the first coupling part is in the uncoupled, coupled position, or an intermediate position between the uncoupled and coupled position.
  • Such a transmission system may comprise one or more of the following characteristics:
  • the position of the first coupling part can thus be determined by a control unit according to the signal supplied by the sensor.
  • the first coupling part cannot rotate with respect to the first element with respect to the axis X.
  • the coupled position makes it possible to block the relative rotation between the first element and the second element.
  • the first coupling part is axially integral with the plunger.
  • the measurement of the position of the plunger by the sensor makes it possible to precisely determine the position of the first coupling part.
  • the first coupling part is connected to the plunger via the connecting ring.
  • a pivot connection kinematically connects the plunger and the first coupling part to allow relative rotation of the plunger and the first part coupling along the X axis.
  • the pivot along the X axis takes place between the connecting ring and the first coupling part.
  • the connecting ring and the first coupling part each comprise a groove, the two grooves being arranged radially opposite one another. another and a retaining ring is disposed inside the two grooves.
  • the ring can be mounted in this way by clipping or snap-fastening.
  • the ring thus ensures axial retention of the first coupling part relative to the ring and to the plunger, which makes it possible to ensure a good evaluation of the position of the first coupling part, while allowing relative rotation between the plunger and the first coupling part along the X axis.
  • the transmission system comprises return springs arranged between a support element of the transmission system which is axially fixed and one of the plunger, the connecting ring and the first coupling part, the springs return being capable of returning the first coupling part to the uncoupled position, when the coil is not supplied with current, or when the current is below a second predetermined threshold.
  • the first element and the second element are arranged in the torque transmission path and the coupling device makes it possible to interrupt or authorize the transmission of the torque between the first element and the second element.
  • the transmission system comprises a differential drive device, the first element comprising a housing inside which is housed the second coupling part, and the first coupling part comprising an inner portion which is housed inside the case
  • the force exerted by the return springs is greater than the force exerted by said at least one thrust spring.
  • the second element comprises a bearing crown which is guided in rotation around the X axis inside the case, two satellite gears which are mounted in rotation on the carrier crown around an axis Z perpendicular to the axis X, and two planetary gears which are rotatable around the axis X and which are each meshed with the two satellite gears and which are each intended to be integral in rotation with a wheel drive shaft; the second coupling part of the coupling device being integral in rotation with the carrier ring along the axis X.
  • a wheel drive shaft is called a shaft which drives the wheel in rotation, upstream of the universal joint when a gimbal is present.
  • the first coupling part and the second coupling part each comprise at least one complementary coupling relief to each other.
  • the second coupling part can be formed directly on the bearing crown.
  • the first coupling part and the carrier ring each comprise at least one coupling toothing complementary to each other.
  • the coupling device may be a claw device, one of the first and second coupling parts comprising teeth and the other comprising corresponding grooves in which said teeth are engaged when the first part of coupling is in the coupled position.
  • the transmission system is housed in a casing.
  • This casing may comprise a non-magnetic wall, for example aluminum, and the sensor is mounted on the wall of the casing outside the casing, the sensor being capable of detecting the detection zone of the detection tab at through the crankcase wall.
  • the detection zone is preferably formed by a magnet.
  • stops in particular in the form of studs, are carried by the carcass and bear against the outer ring of a rolling bearing (conical for example) interposed between one of the drive shafts wheel and housing (not shown).
  • a rolling bearing conical for example
  • three studs are arranged at 120 degrees.
  • the electromagnetic actuation device is mounted around a side sleeve of the housing which surrounds one of the wheel drive shafts.
  • the carcass has an internal contour fitted around the side sleeve, allowing rotation of the side sleeve, and therefore of the housing, relative to the carcass of the electromagnetic actuation device, along the X axis.
  • the end of the side sleeve is fitted inside the inner ring of the bearing.
  • the carcass can be locked in rotation with respect to the X axis thanks to a retaining device arranged between the carcass and the casing.
  • This retaining device can be produced by a pin cooperating in a recess or a slot in the gearbox housing.
  • the transmission system also includes a reducer capable of driving the first element.
  • the reducer is also arranged in the housing.
  • the invention also relates to a powertrain, in particular electrified, comprising a motor, in particular electric, at least one drive wheel, and a transmission system as described previously, the transmission system being arranged to transmit a torque between the engine and said at least one driving wheel.
  • the machine is suitable for regenerating electricity.
  • the invention also relates to a vehicle, in particular an automobile, comprising such a powertrain.
  • Figure 1 is an overall view, in perspective, of a transmission system incorporating a differential drive device and equipped with an electromagnetic actuation device according to a first embodiment .
  • Figure 2 is a side view of the transmission system of Figure 1.
  • Figure 3 is a sectional view of Figure 2 passing through the X axis.
  • Figure 4 is a partial exploded perspective view of the electromagnetic actuation device of Figures 1 to 3, only part of the organs of the electromagnetic actuation device being shown.
  • Figure 5 is a partial and schematic sectional view of the electromagnetic actuation device of Figures 1 to 4.
  • Figure 6 is a partial and schematic sectional view of an electromagnetic actuation device according to a second embodiment.
  • Figure 7 is a partial and schematic sectional view of an electromagnetic actuation device according to a third embodiment.
  • Figure 8 is a partial and schematic sectional view of an electromagnetic actuation device according to a fourth embodiment.
  • Figure 9 is a schematic view of a vehicle incorporating an electric powertrain with the transmission system of Figures 1 to 3.
  • the terms “external” and “internal” as well as the “axial” and “radial” orientations will be used to designate, according to the definitions given in the description, elements of the device of electromagnetic actuation and transmission system.
  • the "axial” orientation is directed along the X axis and the "radial” orientation is directed perpendicular to the X axis.
  • the X axis is the reference axis of the electromagnetic actuator.
  • the terms “interior” and “exterior” are to be considered in relation to the X axis.
  • An “interior” element is relatively closer to the X axis than an “exterior” element.
  • the "circumferential" orientation is directed orthogonal to the X axis and perpendicular to the radial direction.
  • FIGS 1 to 4 illustrate a transmission system 1 incorporating an electromagnetic actuation device according to a first embodiment.
  • the transmission system 10 here comprises a differential drive device which is used, in a vehicle powertrain, to transmit and distribute torque from an engine, not shown, to two wheel drive shafts 2, 3 of a vehicle axle.
  • a transmission system can, for example, be part of a secondary transmission chain able to transmit torque from a secondary motor of the vehicle, such as an electric motor, to a rear or front axle of a vehicle while that a primary transmission chain is capable of transmitting torque from another motor, for example a heat engine, to the wheel drive shafts of another axle of the vehicle.
  • the transmission system comprises a first element 4, movable in rotation around the axis X, and intended to be coupled, in particular via a reduction gear, to a motor, such as an electric motor, not shown, a second element 5, also rotatable around the axis X and intended to drive the wheel drive shafts 2, 3 in rotation around the axis X, and a coupling device 6 capable of selectively coupling or uncoupling the first element 4 and the second element 5.
  • the first element 4 comprises a toothed wheel 7 which is intended to be coupled to the motor via a reduction gear train, not shown, and a housing 8 which is fixed integral in rotation with the toothed wheel 7
  • the casing 8 comprises two parts 9a, 9b which are fixed to one another. To do this, in the embodiment shown, each of the two parts 9a, 9b comprises an external flange by which the two parts 9a, 9b are fixed to the toothed wheel 7 and to each other.
  • the second element 5 comprises a carrier ring 13 of annular shape which is guided in rotation, around the axis X, inside the housing 8.
  • the housing 8 comprises an internal cylindrical portion cooperating with a cylindrical outer surface of the bearing crown 13 in order to guide it in rotation relative to the housing 8.
  • the second element 5 further comprises two satellite gears 14, 15, visible in FIG. 1, which are mounted in rotation on the bearing crown around an axis Z, perpendicular to the axis X.
  • the two planetary gears 14, 15 each comprise a conical toothing which meshes with a complementary conical toothing of two planetary gears 16, 17.
  • the two planetary gears 16, 17 are mobile in rotation around the axis X and are each integral in rotation with one of the two wheel drive shafts 2, 3.
  • the carrier ring 13, the satellite gears 14, 15 and the planetary gears 16, 17 form a differential drive device allowing the two wheel drive shafts 2, 3 to rotate at different speeds.
  • the transmission system 10 comprises a coupling device 6 which, in the coupled position, makes it possible to transmit a torque between the first element 4 and the carrier ring 13.
  • the transmission system makes it possible, when the coupling device 6 is in the coupled position, to transmit a torque from the engine to the wheel drive shafts 2, 3 by exercising the differential function allowing different rotation speeds of the wheel drive shafts 2, 3.
  • the coupling device 6 is in the uncoupled position, the transmission of torque from the engine to the wheel drive shafts 2, 3 is interrupted between the first element 4 and the bearing crown 13.
  • the coupling device is configured to couple the first element 4 with one of the two planetary gears 16, 17.
  • the carrier crown 13 is integral in rotation of the housing or else the two satellite gears 14, 15 are mounted in rotation around an axis Z, perpendicular to the axis X, directly on the housing 8.
  • Such a coupling device then aims to prevent the two shafts wheel drive 2, 3 rotate at different speeds (differential lock).
  • the coupling device 6 comprises a first coupling part 18 which is integral in rotation with the housing 8 while being axially movable along the axis X with respect to said housing 8.
  • the first coupling part 18 is movable between an uncoupled position and a coupled position.
  • the uncoupled position the first coupling part 18 is uncoupled from a second coupling part 19 integral in rotation with the bearing ring 13 so that the transmission of torque is interrupted between the housing 8 and the bearing ring 13.
  • the first coupling part 18 is coupled to the second coupling part 19, which allows the transmission of torque between the housing 8 and the bearing ring 13.
  • the coupling device 6 is a clutch device.
  • one of the first and second coupling parts 18, 19 comprises teeth while the other comprises corresponding grooves in which said teeth are engaged when the first coupling part 18 is in the coupled position.
  • the second coupling part 19 is formed integrally with the bearing ring 13.
  • teeth or grooves are made in the side face of the bearing crown 13 which is turned facing the first coupling part 18.
  • the coupling device could be of another type and in particular be a friction coupling device.
  • the first coupling part 18 comprises an inner portion 20 which is housed inside the housing 8, an outer portion 21 which is positioned outside the housing 8 and connecting portions 22 which are regularly distributed around the axis X and which each pass through a corresponding through opening 23 formed in the housing 8, which makes it possible to secure the first coupling part 18 to the housing 8 while allowing relative axial movement between the first coupling part 18 and the housing 8.
  • the outer portion 21 is annular while the inner portion 20 has lugs extending axially in the extension connecting portions 22.
  • the structure is inverted and the outer portion 20 is annular while the inner portion 21 comprises a plurality of axially oriented lugs extending in the extension of the portions of binding 22.
  • the coupling device 6 comprises an electromagnetic actuation device 100 allowing the first coupling part 18 to be moved axially.
  • This actuation device is shown in section and schematically in FIG. 5.
  • the electromagnetic actuation device 100 comprises a magnetic carcass 120 arranged around the axis X.
  • the carcass 120 is fixed axially and circumferentially with respect to the axis X and comprises walls defining an annular cavity 150 at the inside which are housed a coil 130 and, at least in part, a plunger 110 which is able to move axially along the X axis.
  • Stops 129 are carried by the carcass 120 and bear against the outer ring of a bearing 80, for example with a conical bearing, interposed between the wheel drive shaft 2 and the transmission system housing, not shown.
  • a bearing 80 for example with a conical bearing
  • three studs are arranged at 120 degrees.
  • the carcass 120 can be locked in rotation with respect to the axis X thanks to a retaining device arranged between the carcass 120 and this casing. This retaining device can be produced by a pin cooperating in a recess or a slot in the casing.
  • the casing of the transmission system can also envelop a reducer arranged to rotate the toothed wheel 7 and the differential drive device via the housing 8.
  • the electromagnetic actuator 100 is mounted around a side sleeve 81 of the housing 8.
  • This side sleeve 81 surrounds the wheel drive shaft 2.
  • the carcass has an internal contour adjusted around the side sleeve 81 allowing the rotation of the side sleeve 81, therefore of the housing 8, relative to the carcass 120 of the electromagnetic actuation device 100, along the axis X.
  • the carcass 120 is a hollow member having an axis of revolution along the X axis.
  • the casing 120 comprises, in a plane passing through the X axis:
  • a radially internal wall 123 arranged around the axis X and connecting an edge radially inner of the first side wall 121 to a radially inner edge of the second side wall 122,
  • the second side wall 122 is located, with respect to the coil 130, on the side of the coupling device 6 controlled by the electromagnetic actuation device 10, and the first side wall 121 is located on the other side.
  • the actuation device When the coil is supplied with current beyond a first predetermined threshold, the actuation device generates a magnetic flux 200.
  • This flux 200 rotates around the coil section 130, according to a plane comprising the axis X, as shown in Figure 5, the magnetic flux substantially along the walls of the casing 120 and radially crossing the plunger 110.
  • the carcass 120 is made at least in part from a magnetic material.
  • the carcass 120 comprises an annular opening 125 arranged all around the X axis and arranged radially inside the radially outer wall 124.
  • the annular opening has a circular shape seen from a plane perpendicular to the X axis.
  • the carcass 120 comprises two annular parts which, in a plane including the X axis, each have an L-shaped section.
  • the two annular parts of the carcass 120 jointly define the cavity 150, in other words the hollow, in which the coil 130 is housed.
  • Each annular part having an L-section comprises one of the first and second side walls 121, 122 and one of the radially inner wall
  • the plunger 110 is able to engage in at least a portion of the annular opening 125 when the coil 130 is supplied with current beyond a first predetermined threshold. The plunger then moves axially to close the magnetic flux 200 around the coil section, considered in a plane comprising the axis X. To do this, the plunger 110 comprises a main body of annular shape, made of ferromagnetic material, such as iron or steel, for example.
  • the plunger 110 includes a shoulder 111 intended to come into abutment against the frame 120 to limit the axial displacement of the plunger 110.
  • the plunger 110 is disposed radially inside the radially outer wall
  • plunger 110 is arranged radially outward from coil 130.
  • the main body of the plunger has the general shape of a hollow cylinder of revolution around the X axis.
  • the plunger is preferably centered by its outer circumference on the carcass 120, in particular on the inner circumference of the outer wall 124 of the carcass 120.
  • the displacement of the plunger makes it possible to cause the first coupling part 18 of the electromagnetic actuation device to translate axially.
  • the magnetic flux makes it possible to move the plunger 110 from the retracted position to the deployed position.
  • the carcass 120 exerts an attraction on the plunger 110, which makes it possible to maintain it in the deployed position by reducing the tension.
  • the electromagnetic actuation device also has a detection zone 116, also called a target, which is fixed axially with respect to the plunger 110.
  • the carcass 120 comprises a recess 127 and the actuating device comprises a detection tab 112 fixed to the plunger 110 and passing through this recess 127, the detection tab 112 carrying the target 116 being able to be detected by the sensor 140 .
  • the transmission system comprises a sensor 140, preferably contactless, shown in Figure 1, which is positioned here axially opposite the target 116 and which is configured to deliver a signal representative of the axial distance between the target 116 and the sensor 140.
  • the sensor 140 is able to deliver a signal representative of the axial position of the plunger 110, which makes it possible to determine the state of the coupling device 6, namely open or closed, or even in an intermediate position.
  • the sensor 140 is here a magnetic sensor, for example Hall effect, but other types of sensors, in particular contactless, can be used.
  • the electromagnetic actuation device 10 comprises a screen 160 arranged between the magnetic sensor 140 and the coil 130.
  • This screen is configured to move away from the sensor 140 the magnetic flux 200 generated by the coil 130.
  • This screen can be metallic. It is here mounted on the detection tab 112.
  • the detection tab 112 can be cylindrical in shape, in particular in the shape of a right circular cylinder.
  • the detection tab has a detection zone 116 (target) and which is able to cooperate with the sensor 140 to provide a signal representative of the axial position of the plunger 110.
  • This detection zone 116 can have the shape of a plate. It is preferably located on the end zone of the detection leg 112. Preferably, the target is formed on an insert or directly on the detection leg 112. The detection zone is formed in a magnetic sheet or a magnet. Outside the detection zone, the detection tab 112 can be made of a non-magnetic material.
  • the recess 127 is a cavity communicating with the outside of the carcass, that is to say open, in other words a notch or indentation.
  • the recess can also have a slit shape.
  • the edge or edges axially delimiting the recess 127 can serve as a stop to limit the axial displacement of the plunger.
  • the dimensions of the plunger 110 and of the detection tab 112 on the one hand and of the carcass 120 and of its course on the other hand provide a slide connection along the X axis between the plunger and the carcass.
  • the plunger 110 is arranged radially outside the coil 130.
  • the coil can be more compact radially and therefore less costly.
  • the annular opening 125 is also arranged radially outside the coil 130.
  • the plunger 110 is located axially opposite the coil 130.
  • This arrangement is radially compact.
  • At least one thrust spring 190 is arranged axially between the coil 130 and the plunger to exert a thrust force on the plunger 110, complementary to the magnetic force generated by the coil 130 on the plunger 110.
  • the recess is located on the radially outer wall 124 and the detection tab 112 extends radially.
  • the recess 127 is located at least partly in the first side wall 121 .
  • the paw of detection then preferably extends axially rearward to cross the first side wall 121.
  • the sensor 140 is then also placed at the rear of the electromagnetic actuation device. This arrangement is very compact radially.
  • the first coupling part is axially secured to the plunger.
  • the measurement of the position of the plunger by the sensor makes it possible to precisely determine the position of the first coupling part 18.
  • the electromagnetic actuator 10 comprises a connecting ring 115 fixed to the plunger 110.
  • the connecting ring 115 and the plunger 110 are preferably rigidly connected to one another. to the other by one of their axial ends.
  • the connecting ring is attached to the plunger by laser welding.
  • the connecting ring 115 is non-magnetic, for example made of copper, to limit undesirable magnetic field leakage to the outside of the carcass, in particular to the first coupling part.
  • the first coupling part 18 is connected to the plunger 110 via the connecting ring 115.
  • the actuation force is transmitted from the plunger to the first coupling part 18 by the connecting ring 115 .
  • a pivot connection kinematically connects the connecting ring 115 and the annular part of the first coupling part 18 to allow relative rotation of the plunger 110 and the first coupling part 18 along the X axis.
  • the connecting ring 115 and the first coupling part 18 each comprise a groove, the two grooves being arranged radially opposite one another. from each other and a retaining ring 118 is disposed inside the two grooves.
  • the ring 118 can be mounted in this way by clipping or snapping. The ring 118 thus ensures axial retention of the first coupling part 18 relative to the connecting ring 115 and to the plunger 110, which makes it possible to ensure a good assessment of the position of the first coupling part 18 , while allowing relative rotation between the plunger 110 and the first coupling part 18 along the X axis.
  • one of the grooves is formed directly on the plunger 110 and the electromagnetic actuation device then has no connecting ring.
  • the transmission system also comprises return springs 40 arranged between a bearing element of the casing 8 and the first coupling part 18, the springs of return being able to bring the first coupling part 18 into the uncoupled position, when the coil 130 is not supplied with current, or when the current of the coil is lower than a second predetermined threshold.
  • the force exerted by the return springs 40 is greater than the force exerted by said at least one thrust spring.
  • Such a transmission system is generally housed in a fixed casing, for example made of aluminium.
  • the second embodiment represented in FIG. 6 differs from the other modes in that the sensor 140 is mounted on the wall of the casing 300 outside the casing.
  • the sensor 140 is configured to detect the target 116 carried by the detection tab 112 through the wall of the casing, 300 which is non-magnetic, for example aluminum.
  • the target 116 is preferably formed by a magnet.
  • FIG. 9 very schematically shows a vehicle 1 comprising an electric powertrain driving two wheels 2002 and 2003.
  • This electric powertrain comprises an electric machine 1000, a reduction gear 1100 and a transmission system 10 as described above.
  • the reducer 1100 and the transmission system 10 are arranged in a common casing 300.
  • the casing 1100 of the electric machine and the casing 300 can be assembled together.
  • the transmission system here comprises a differential but the electromagnetic actuation device can be used with other types of transmission systems.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif d'actionnement électromagnétique (100) pour un système de transmission de couple (10), le dispositif d'actionnement électromagnétique (100) comprenant : - une carcasse (120) agencée autour d'un axe X, la carcasse (120) étant fixe par rapport à l'axe X et comprenant des parois définissant une cavité annulaire (150) à l'intérieur de laquelle sont logés une bobine (130) et, au moins en partie, un plongeur (110) qui est apte à se déplacer axialement selon l'axe X pour actionner un dispositif d'accouplement (6).

Description

Description
Titre de l'invention : Dispositif d’actionnement électromagnétique et système de transmission équipé de ce dispositif d’actionnement électromagnétique
Domaine technique
[0001] L’invention vise un dispositif d’actionnement électromagnétique pour un système de transmission de couple.
[0002] L’invention concerne le domaine des systèmes de transmission de couple pour véhicules, en particulier pour des véhicules électriques ou hybrides.
[0003] L’invention concerne notamment un système de transmission intégrant un dispositif d’entrainement différentiel visant à transmettre et distribuer un couple provenant d’un moteur vers deux arbres d’entrainement de roue d’un essieu du véhicule.
Arrière-plan technologique
[0004] Il existe des actionneurs électromagnétiques utilisés pour actionner des dispositifs d’accouplement du type à crabotage, notamment dans des systèmes de transmission intégrant un différentiel. Ces actionneurs peuvent être contrôlés en fonction de signaux émis par un capteur, qui sont représentatifs de la position du dispositif d’accouplement. Généralement, les capteurs détectent la position d’une cible de détection qui se déplace avec la partie mobile du dispositif d’accouplement. Cette cible est entraînée en rotation par le dispositif d’accouplement lorsque celui-ci est fermé. Une cible rotative n’est pas satisfaisante car elle doit avoir une forme annulaire pour pouvoir se situer en permanence en vis à vis du capteur, ce qui rend le dispositif plus lourd et plus encombrant. Du fait de sa plus grande envergure, la cible peut de plus être sollicitée par des flux d’huile susceptibles de provoquer des micro déplacements de la cible qui sont indésirables.
[0005] Le document WO08024333 divulgue un dispositif d’actionnement électromagnétique dans lequel un plongeur est déplacé axialement pour engager ou désengager un crabot. Une cible de détection est portée par le plongeur afin de déterminer la position du crabot. Ce dispositif d’actionnement électromagnétique est caractérisé par la présence d’un châssis dans lequel sont logés la bobine, la carcasse magnétique 60/62 et le plongeur 26 de l’actionneur. Un capteur agencé en vis-à-vis de la cible est monté sur ce châssis. La carcasse présente une ouverture annulaire que le plongeur « referme » en se déplaçant axialement. Le plongeur est disposé en partie radialement à l’extérieur de la carcasse magnétique et transmet ainsi le flux magnétique produit autour de la bobine. Selon l’un des modes de réalisation, la cible est portée par une patte qui traverse radialement une échancrure du châssis.
[0006] Pour autant, un tel dispositif d’actionnement électromagnétique n’est pas pleinement satisfaisant. En particulier, le dispositif d’actionnement électromagnétique nécessite un châssis de relativement grande dimension, autour du plongeur, ce qui augmente la complexité de la solution, son coût et/ou son encombrement.
Résumé
[0007] Une idée à la base de l’invention est de proposer un dispositif d’actionnement qui soit plus simple et/ou moins encombrant.
[0008] Selon un premier aspect, l’invention fournit un dispositif d’actionnement électromagnétique pour un système de transmission de couple, le dispositif d’actionnement électromagnétique comprenant une carcasse agencée autour d’un axe X, la carcasse étant fixe par rapport à l’axe X et comprenant des parois définissant une cavité annulaire à l’intérieur de laquelle sont logés une bobine et, au moins en partie, un plongeur qui est apte à se déplacer axialement selon l’axe X pour actionner un dispositif d’accouplement.
[0009] Avantageusement, la carcasse comprend en outre un évidement et le dispositif d’actionnement comprend une patte de détection fixée au plongeur et traversant cet évidement, la patte de détection étant apte à être détectée par un capteur de manière à générer un signal représentatif de la position axiale du plongeur.
[0010] Ainsi, la rotation relative du plongeur par rapport à la carcasse selon l’axe X peut être empêchée ou limitée grâce à la coopération de la patte de détection et de l’évidement. La patte de détection n’étant pas rotative par rapport à la carcasse et au capteur, on peut se passer d’une cible circulaire et limiter ainsi l’encombrement du dispositif. Par ailleurs, le positionnement du plongeur dans la carcasse permet de simplifier la structure du dispositif d’actionnement, notamment en se passant d’un châssis additionnel. De plus, en disposant le plongeur à l’intérieur de la carcasse, le plongeur est protégé pendant la phase d’assemblage et il est possible de centrer l’actionneur par l’extérieur dans le carter.
[0011] Un tel dispositif d’actionnement électromagnétique peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
[0012] - La carasse comprend, vue dans un plan comprenant l’axe X, une première paroi latérale agencée autour de l’axe X , une deuxième paroi latérale agencée autour de l’axe X et axialement espacée de la première paroi latérale , une paroi radialement interne agencée autour de l’axe X et reliant la première paroi latérale à la deuxième paroi latérale , au moins une paroi radialement externe agencée autour de l’axe X et s’étendant axialement depuis l’une au moins parmi la première paroi latérale et la deuxième paroi latérale , le plongeur étant disposé radialement à l’intérieur de la paroi radialement externe et radialement à l’extérieur de la paroi radialement interne. [0013] - La rotation relative du plongeur par rapport à la carcasse selon l’axe X est empêchée ou limitée grâce à la coopération de la patte de détection et de l’évidement.
[0014] - Le dispositif d’actionnement est configuré pour générer un flux magnétique tournant autour de la section de bobine, selon un plan comprenant l’axe X, le flux magnétique longeant sensiblement les parois de la carcasse. [0015] Lorsque la bobine est mise sous tension, le flux magnétique produit par la bobine permet de déplacer le plongeur de la position rétractée vers la position déployée.
[0016] La carcasse est apte à conduire le flux magnétique généré par la bobine. Autrement dit, il s’agit d’une carcasse magnétique.
[0017] La carcasse est une armature magnétique. [0018] Dans un plan comprenant l’axe X, la carcasse et le plongeur dans la position déployée font circuler le flux magnétique généré par la bobine autour de la section de la bobine.
[0019] - La carcasse est réalisée au moins en partie dans un matériau ferromagnétique.
[0020] - La carcasse est réalisée totalement dans un matériau ferromagnétique.
[0021] Le plongeur est réalisé au moins en partie dans un matériau ferromagnétique. [0022] Le plongeur est réalisé totalement dans un matériau ferromagnétique.
[0023] - La carcasse est un organe creux présentant un axe de révolution selon l’axe X.
[0024] - La carcasse comprend une ouverture annulaire agencée autour de l’axe X, le plongeur étant apte à s’engager dans au moins une portion de cette ouverture annulaire lorsque la bobine est alimentée en courant au-delà d’un premier seuil prédéterminé (en particulier au-delà d’un premier seuil d’intensité prédéterminé).
[0025] - La portion du plongeur apte à s’engager d’ans l’ouverture annulaire est située radialement à l’extérieur d’un bord radialement interne de la bobine.
[0026] - Selon au moins un mode de réalisation, la portion du plongeur apte à s’engager dans l’ouverture annulaire est située radialement à l’extérieur de la bobine. Ainsi en comparaison avec les solutions de l’art antérieur dans lesquelles les plongeurs pénètrent dans l’ouverture annulaire de la carcasse dans une zone située radialement à l’intérieur de la bobine, la bobine peut présenter un diamètre plus faible, ce qui réduit le coût de la solution.
[0027] - Le plongeur se déplace axialement pour refermer le flux magnétique autour de la section de bobine, considérée dans un plan comprenant l’axe X, lorsque la bobine est alimentée en courant au-delà du premier seuil prédéterminé.
[0028] - L’ouverture annulaire est disposée radialement à l’intérieur de la paroi radialement externe.
[0029] - L’ouverture annulaire s’étend tout autour de l’axe X.
[0030] - L’ouverture annulaire a une forme circulaire vu d’un plan perpendiculaire à l’axe X.
[0031] - La carcasse comprend deux parties annulaires, qui, dans un plan comprenant l’axe X, ont chacune une section en forme de L.
[0032] - Les deux parties annulaires de la carcasse définissent conjointement la cavité annulaire, autrement dit le creux, dans laquelle est logée la bobine.
[0033] - La patte de détection est ajustée circonférentiellement dans l’évidement de la carcasse. Autrement dit, l’évidement est délimité circonférentiellement par deux bords d’extrémités et la patte de détection est ajustée entre ces deux bords.
[0034] L’évidement peut avoir un contour fermé ou ouvert sur l’extérieur.
[0035] -Notamment, l’évidement est une cavité communiquant avec l’extérieur de la carcasse.
[0036] - L’évidement peut avoir une forme de fente.
[0037] - Le ou les bords délimitant axialement l’évidement peuvent servir de butée pour limiter le déplacement axial du plongeur.
[0038] - Les dimensions du plongeur et de la patte de détection d’une part et de la carcasse et de son évidement d’autre part assurent une liaison glissière selon l’axe X entre le plongeur et la carcasse.
[0039] - Le plongeur est disposé radialement à l’extérieur de la bobine. Ainsi la bobine peut être plus petite et moins coûteuse.
[0040] - L’ouverture annulaire est disposée radialement à l’extérieur de la bobine.
[0041] - Selon un mode de réalisation, l’évidement est situé sur la paroi radialement externe.
[0042] - Le cas échéant, la patte de détection peut s’étendre radialement.
[0043] - En variante, l’évidement est situé sur l’une parmi la première et la deuxième paroi latérale. [0044] - De préférence, la deuxième paroi latérale est située, par rapport à la bobine, du côté du dispositif d’accouplement actionné par le déplacement axial du plongeur, et la première paroi latérale est située de l’autre côté, l’évidement étant situé au moins partie dans la première paroi latérale. [0045] - Le cas échéant, la patte de détection peut s’étendre axialement.
[0046] - Le plongeur comprend un corps principal ayant une forme générale de cylindre de révolution creux autour de l’axe X.
[0047] - Le plongeur, notamment son corps principal, est centré par sa circonférence extérieure sur la carcasse, en particulier sur la circonférence intérieure de la paroi cylindrique externe.
[0048] - Le plongeur est traversé radialement par le flux magnétique.
[0049] - La patte de détection peut être de forme cylindrique, notamment en forme de cylindre circulaire droit.
[0050] - La patte de détection présente à son extrémité une zone de détection apte à coopérer avec le capteur pour fournir un signal représentatif de la position axiale du plongeur.
[0051 ] - Cette zone de détection peut être monté sur une plaque. Ainsi la détection est facilitée.
[0052] - La zone de détection peut être formée sur une pièce rapportée.
[0053] - Le capteur peut être un capteur magnétique.
[0054] - Le cas échéant, la zone de détection peut être formée dans une tôle magnétique ou un aimant.
[0055] - En dehors de la zone de détection, la patte peut être réalisée dans un matériau amagnétique. On entend par amagnétique, un matériau qui n’est pas ou peu attiré ou repoussé par un aimant par exemple le cuivre, l’aluminium...
[0056] - Le dispositif d’actionnement électromagnétique peut comprendre un écran disposé entre le capteur magnétique et la bobine. L’écran est configuré pour éloigner du capteur le flux magnétique généré par la bobine. Ainsi, la mesure faite par le capteur magnétique est fiable et ne nécessite pas de corrections liées à la valeur du champ magnétique généré par la bobine.
[0057] - L’écran est réalisé dans un matériau amagnétique. [0058] - L’écran peut être métallique.
[0059] - L’écran peut être porté par la patte de détection. [0060] - Le dispositif d’actionnement électromagnétique comprend une bague de liaison fixée au plongeur.
[0061] - La bague de liaison est amagnétique, par exemple en cuivre ou en bronze.
[0062] - La bague de liaison est fixée sur l’extrémité axiale du plongeur, du côté du dispositif d’accouplement actionné par le déplacement axial du plongeur. Ainsi, la bague de liaison est disposée dans le prolongement axial du plongeur en direction du dispositif d’accouplement.
[0063] - La bague de liaison et le plongeur sont rigidement liés l’un à l’autre par l’une de leurs extrémités axiales.
[0064] - De préférence, la bague de liaison est fixée au plongeur, notamment par collage, soudure laser, emmanchement à force ou par des pions de fixation.
[0065] - Selon un mode de réalisation, le plongeur est situé axialement au regard de la bobine. Autrement dit, il existe un axe parallèle à l’axe X passant par le plongeur et la bobine.
[0066] - Notamment, le plongeur s’inscrit complètement dans l’espace radial occupé par la bobine. Autrement dit, tous les axes parallèles à l’axe X passant par le plongeur passent par la bobine. Ainsi, cette conception est très compacte radialement.
[0067] - Un ressort de poussée peut être agencé axialement entre la bobine et le plongeur pour exercer un effort de poussée sur le plongeur complémentaire de l’effort magnétique généré par la bobine sur le plongeur.
[0068] - La paroi cylindrique interne est agencée autour de l’axe X et relie un bord radialement interne de la première paroi latérale à un bord radialement interne de la deuxième paroi latérale.
[0069] - La paroi cylindrique externe est agencée autour de l’axe X et s’étend axialement depuis l’un au moins parmi le bord radialement externe de la première paroi latérale et le bord radialement externe de la deuxième paroi latérale.
[0070] - Chaque partie annulaire de carcasse ayant une section en L comprend l’une parmi la première et la deuxième paroi latérale et l’une parmi la paroi radialement interne et la paroi radialement externe.
[0071] L’invention porte aussi sur un système de transmission pour un véhicule automobile comprenant
- un dispositif d’actionnement électromagnétique tel que décrit ci-dessus, un premier élément et un deuxième élément , le deuxième élément étant apte à tourner par rapport au premier élément autour de l’axe X, l’un au moins parmi le premier élément et le deuxième élément étant apte à transmettre un couple entre un moteur et une roue du véhicule,
- un dispositif d’accouplement actionnable par le dispositif d’actionnement électromagnétique; le dispositif d’accouplement comportant une première partie d’accouplement apte à être poussée axialement directement ou indirectement par le plongeur du dispositif d’actionnement électromagnétique et une deuxième partie d’accouplement , la première partie d’accouplement étant, par rapport au premier élément , fixe en rotation selon l’axe X, et la deuxième partie d’accouplement étant, par rapport au deuxième élément , fixe en rotation selon l’axe X ; la première partie d’accouplement étant mobile axialement entre une position accouplée dans laquelle la première partie d’accouplement est accouplée avec la deuxième partie d’accouplement de façon à empêcher une rotation relative du premier élément et du deuxième élément selon l’axe X, et une position désaccouplée dans laquelle la première partie d’accouplement et la deuxième partie d’accouplement sont désaccouplés de façon à autoriser une rotation relative du premier élément et du deuxième élément selon l’axe X,
- un capteur coopérant avec la patte de détection pour fournir un signal représentatif de la position axiale du plongeur de manière à déterminer si la première partie d’accouplement est dans la position désaccouplée, accouplée, ou une position intermédiaire entre la position désaccouplée et accouplée.
[0072] Un tel système de transmission peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
[0073] - La position de la première partie d’accouplement peut ainsi être déterminée par une unité de contrôle en fonction du signal fourni par le capteur.
[0074] - La première partie d’accouplement ne peut tourner par rapport au premier élément par rapport à l’axe X. La position accouplée permet de bloquer la rotation relative entre le premier élément et le deuxième élément.
[0075] - De préférence, la première partie d’accouplement est solidaire axialement du plongeur. Ainsi, la mesure de la position du plongeur par le capteur permet de déterminer précisément la position de la première partie d’accouplement.
[0076] - Avantageusement, la première partie d’accouplement est reliée au plongeur par l’intermédiaire de la bague de liaison.
[0077] - Une liaison pivot lie cinématiquement le plongeur et la première partie d’accouplement pour autoriser une rotation relative du plongeur et de la première partie d’accouplement selon l’axe X. De préférence, le pivot selon l’axe X se fait entre la bague de liaison et la première partie d’accouplement.
[0078] - Pour les solidariser axialement l’une de l’autre, la bague de liaison et la première partie d’accouplement comprennent chacune une gorge, les deux gorges étant agencées radialement en vis-à-vis l’une de l’autre et un anneau de retenue est disposé à l’intérieur des deux gorges.
[0079] - L’anneau peut être monté ainsi par clipsage ou encliquetage.
[0080] - L’anneau assure ainsi un maintien axial de la première partie d’accouplement par rapport à la bague et au plongeur, ce qui permet d’assurer une bonne évaluation de la position de la première partie d’accouplement, tout en autorisant une rotation relative entre le plongeur et la première partie d’accouplement selon l’axe X.
[0081] - Le système de transmission comprend des ressorts de rappel agencés entre un élément d’appui du système de transmission qui est axialement fixe et l’un parmi le plongeur, la bague de liaison et la première partie d’accouplement, les ressorts de rappel étant aptes à ramener la première partie d’accouplement dans la position désaccouplée, lorsque la bobine n’est pas alimentée en courant, ou lorsque le courant est inférieur à un deuxième seuil prédéterminé.
[0082] - Le premier élément et le deuxième élément sont agencés dans le chemin de transmission du couple et le dispositif d’accouplement permet d’interrompre ou d’autoriser la transmission du couple entre le premier élément et le deuxième élément.
[0083] - Le système de transmission comprend un dispositif d’entrainement différentiel, le premier élément comportant un boîtier à l’intérieur duquel est logé la deuxième partie d’accouplement , et la première partie d’accouplement comportant une portion intérieure qui est logée à l’intérieur du boîtier
- une portion extérieure qui est positionnée à l’extérieur du boîtier ,
- et une pluralité de portions de liaison qui relient axialement la portion intérieure et la portion extérieure de la première partie d’accouplement , chacune des portions de liaison passant au travers d’une ouverture traversante correspondante ménagée dans le boîtier.
[0084] - Les ressorts de rappel prennent appui contre le boîtier.
[0085] - L’effort exercé par les ressorts de rappel est supérieur à l’effort exercé par ledit au moins un ressort de poussée.
[0086] - Le deuxième élément comprend une couronne porteuse qui est guidée en rotation autour de l’axe X à l’intérieur du boîtier, deux engrenages satellites qui sont montés en rotation sur la couronne porteuse autour d’un axe Z perpendiculaire à l’axe X, et deux engrenages planétaires qui sont mobiles en rotation autour de l’axe X et qui sont chacun en prises avec les deux engrenages satellites et qui sont chacun destinés à être solidaires en rotation d’un arbre d’entrainement de roue; la deuxième partie d’accouplement du dispositif d’accouplement étant solidaire en rotation de la couronne porteuse selon l’axe X. On appelle un arbre d’entrainement de roue, un arbre qui entraîne la roue en rotation, en amont du cardan lorsqu’un cardan est présent.
[0087] - La première partie d’accouplement et la deuxième partie d’accouplement comprennent chacune au moins un relief d’accouplement complémentaires l’un de l’autre.
[0088] - La deuxième partie d’accouplement peut être formée directement sur la couronne porteuse.
[0089] - Par exemple, la première partie d’accouplement et la couronne porteuse comprennent chacune au moins une denture d’accouplement complémentaires l’une de l’autre.
[0090] - Le dispositif d’accouplement peut être un dispositif à crabots, l’une des première et deuxième parties d’accouplement comportant des dents et l’autre comportant des rainures correspondantes dans lesquelles sont engagées lesdites dents lorsque la première partie d’accouplement est dans la position accouplée.
[0091] - De préférence, le système de transmission est logé dans un carter.
[0092] - Ce carter peut comprendre une paroi amagnétique, par exemple en aluminium, et le capteur est monté sur la paroi du carter à l’extérieur du carter, le capteur étant apte à détecter la zone de détection de la patte de détection à travers la paroi du carter.
[0093] - Le cas échéant, la zone de détection est de préférence formée par un aimant.
[0094] - De préférence, des butées, notamment en forme de plots, sont portées par la carcasse et s’appuient contre la bague extérieure d’un palier à roulement (conique par exemple) interposé entre l’un des arbres d’entrainement de roue et le carter (non représenté). Par exemple, trois plots sont disposés à 120 degrés.
[0095] Le dispositif d’actionnement électromagnétique est monté autour d’un manchon latéral du boîtier qui entoure l’un des arbres d’entrainement de roue.
[0096] La carcasse présente un contour interne ajusté autour du manchon latéral en autorisant la rotation du manchon latéral, donc du boîtier, par rapport à la carcasse du dispositif d’actionnement électromagnétique, selon l’axe X. [0097] - L’extrémité du manchon latéral est emmanché à l’intérieur de la bague interne du palier.
[0098] - La carcasse peut être bloquée en rotation par rapport à l’axe X grâce à un dispositif de retenue agencé entre la carcasse et le carter. Ce dispositif de retenue peut être réalisé par un pion coopérant dans un renfoncement ou une fente du carter du réducteur.
[0099] - Le système de transmission comprend aussi un réducteur apte à entraîner le premier élément.
[0100] - Le dispositif d’entrainement différentiel est entraîné en rotation par le réducteur.
[0101] - Le réducteur est également agencé dans le carter.
[0102] L’invention porte aussi sur un groupe motopropulseur, notamment électrifié, comportant, un moteur, notamment électrique, au moins une roue motrice, et un système de transmission tel que décrit précédemment, le système de transmission étant agencé pour transmettre un couple entre le moteur et ladite au moins une roue motrice.
[0103] De préférence, la machine est adaptée pour régénérer de l’électricité.
[0104] L’invention porte aussi sur un véhicule, notamment automobile, comprenant un tel groupe motopropulseur.
Brève description des figures
[0105] L’invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés.
[0106] [fig.1] La figure 1 est une vue d’ensemble, en perspective, d’un système de transmission intégrant un dispositif d’entrainement différentiel et équipé d’un dispositif d’actionnement électromagnétique selon un premier mode de réalisation.
[0107] [fig.2] La figure 2 est une vue de côté du système de transmission de la figure 1 .
[0108] [fig.3] La figure 3 est une vue en coupe de la figure 2 passant par l’axe X.
[0109] [fig.4] La figure 4 est une vue en perspective éclatée partielle du dispositif d’actionnement électromagnétique des figures 1 à 3, une partie seulement des organes du dispositif d’actionnement électromagnétique étant représentée.
[0110] [fig.5] La figure 5 est une vue en coupe partielle et schématique du dispositif d’actionnement électromagnétique des figures 1 à 4. [0111] [fig.6] La figure 6 est une vue en coupe partielle et schématique d’un dispositif d’actionnement électromagnétique selon un deuxième mode de réalisation.
[0112] [fig.7] La figure 7 est une vue en coupe partielle et schématique d’un dispositif d’actionnement électromagnétique selon un troisième mode de réalisation.
[0113] [fig.8] La figure 8 est une vue en coupe partielle et schématique d’un dispositif d’actionnement électromagnétique selon un quatrième mode de réalisation.
[0114] [fig.9] La figure 9 est une vue schématique d’un véhicule intégrant un groupe motopropulseur électrique doté du système de transmission des figures 1 à 3.
Description des modes de réalisation
[0115] Dans la description et les revendications, on utilisera, les termes "externe" et "interne" ainsi que les orientations "axiale" et "radiale" pour désigner, selon les définitions données dans la description, des éléments du dispositif d’actionnement électromagnétique et du système de transmission. Par convention, l'orientation « axiale » est dirigée selon l'axe X et l’orientation "radiale" est dirigée perpendiculairement à l’axe X. L’axe X est l’axe de référence du dispositif d’actionnement électromagnétique. Les termes « intérieur » et « extérieur » sont à considérer par rapport à l’axe X. Un élément « intérieur » est relativement plus proche de l’axe X qu’un élément « extérieur ». L'orientation "circonférentielle" est dirigée orthogonalement à l'axe X et perpendiculairement à la direction radiale.
[0116] Les figures 1 à 4 illustrent un système de transmission 1 intégrant un dispositif d’actionnement électromagnétique selon un premier mode de réalisation. Le système de transmission 10 comprend ici un dispositif d’entrainement différentiel qui est utilisé, dans un groupe motopropulseur de véhicule, pour transmettre et distribuer un couple provenant d’un moteur, non illustré, vers deux arbres d’entrainement de roue 2, 3 d’un essieu de véhicule. Un tel système de transmission peut, par exemple, faire partie d’une chaîne de transmission secondaire apte à transmettre un couple d’un moteur secondaire du véhicule, tel qu’un moteur électrique, vers un essieu arrière ou avant d’un véhicule tandis qu’une chaîne de transmission primaire est apte à transmettre un couple d’un autre moteur, par exemple un moteur thermique, vers les arbres d’entrainement de roue d’un autre essieu du véhicule.
[0117] Le système de transmission comporte un premier élément 4, mobile en rotation autour de l’axe X, et destiné à être accouplé, notamment via un réducteur, à un moteur, tel qu’un moteur électrique non représenté, un deuxième élément 5, également mobile en rotation autour de l’axe X et destiné à entraîner en rotation les arbres d’entrainement de roue 2, 3 autour de l’axe X, et un dispositif d’accouplement 6 apte à sélectivement accoupler ou désaccoupler le premier élément 4 et le deuxième élément 5. Le premier élément 4 comporte une roue dentée 7 qui est destinée à être accouplé au moteur par l’intermédiaire d’un train d’engrenage réducteur, non représenté, et un boîtier 8 qui est fixé solidaire en rotation de la roue dentée 7. Le boîtier 8 comporte deux parties 9a, 9b qui sont fixées l’une à l’autre. Pour ce faire, dans le mode de réalisation représenté, chacune des deux parties 9a, 9b comporte une bride externe par laquelle les deux parties 9a, 9b sont fixées à la roue dentée 7 et l’une à l’autre.
[0118] Le deuxième élément 5 comprend une couronne porteuse 13 de forme annulaire qui est guidée en rotation, autour de l’axe X, à l’intérieur du boîtier 8. Pour ce faire, le boîtier 8 comporte une portion cylindrique interne coopérant avec une surface externe cylindrique de la couronne porteuse 13 afin de la guider en rotation par rapport au boîtier 8. Le deuxième élément 5 comporte en outre deux engrenages satellites 14, 15, visibles sur la figure 1 , qui sont montés en rotation sur la couronne porteuse autour d’un axe Z, perpendiculaire à l’axe X. Les deux engrenages satellites 14, 15 comportent chacun une denture conique qui engrène avec une denture conique complémentaire de deux engrenages planétaires 16, 17. Les deux engrenages planétaires 16, 17 sont mobiles en rotation autour de l’axe X et sont chacun solidaires en rotation de l’un des deux arbres d’entrainement de roue 2, 3. La couronne porteuse 13, les engrenages satellites 14, 15 et les engrenages planétaires 16, 17 forment un dispositif d’entrainement différentiel permettant aux deux arbres d’entrainement de roue 2, 3 de tourner à des vitesses différentes.
[0119] Par ailleurs, le système de transmission 10 comporte un dispositif d’accouplement 6 qui, dans la position accouplée permet de transmettre un couple entre le premier élément 4 et la couronne porteuse 13. Ainsi, le système de transmission permet, lorsque le dispositif d’accouplement 6 est en position accouplée, de transmettre un couple du moteur vers les arbres d’entrainement de roue 2, 3 en exerçant la fonction de différentiel autorisant des vitesses de rotation différentes des arbres d’entrainement de roue 2, 3. Lorsque le dispositif d’accouplement 6 est en position désaccouplée, la transmission de couple du moteur vers les arbres d’entrainement de roue 2, 3 est interrompue entre le premier élément 4 et la couronne porteuse 13.
[0120] Dans un autre mode de réalisation non représenté, le dispositif d’accouplement est configuré pour accoupler le premier élément 4 avec l’un des deux engrenages planétaires 16, 17. Dans un tel mode de réalisation, la couronne porteuse 13 est solidaire en rotation du boîtier ou bien les deux engrenages satellites 14, 15, sont montés en rotation autour d’un axe Z, perpendiculaire à l’axe X, directement sur le boîtier 8. Un tel dispositif d’accouplement vise alors à interdire que les deux arbres d’entrainement de roue 2, 3 tournent à des vitesses différentes (blocage de différentiel).
[0121] En revenant au mode de réalisation représenté, on observe que le dispositif d’accouplement 6 comporte une première partie d’accouplement 18 qui est solidaire en rotation du boîtier 8 tout en étant mobile axialement le long de l’axe X par rapport audit boîtier 8. La première partie d’accouplement 18 est mobile entre une position désaccouplée et une position accouplée. Dans la position désaccouplée, la première partie d’accouplement 18 est désaccouplée d’une deuxième partie d’accouplement 19 solidaire en rotation de la couronne porteuse 13 de sorte que la transmission de couple est interrompue entre le boîtier 8 et la couronne porteuse 13. Au contraire, dans la position accouplée, la première partie d’accouplement 18 est accouplée à la deuxième partie d’accouplement 19, ce qui permet la transmission du couple entre le boîtier 8 et la couronne porteuse 13.
[0122] Dans le mode de réalisation représenté, le dispositif d’accouplement 6 est un dispositif à crabot. Ainsi, l’une de première et deuxième partie d’accouplement 18, 19 comporte des dents tandis que l’autre comporte des rainures correspondantes dans lesquelles sont engagées lesdites dents lorsque la première partie d’accouplement 18 est en position accouplée. Dans le mode de réalisation représenté, la deuxième partie d’accouplement 19 est formée d’un seul tenant avec la couronne porteuse 13. En d’autres termes, des dents ou des rainures sont ménagées dans la face latérale de la couronnée porteuse 13 qui est tournée en regard de la première partie d’accouplement 18. Toutefois, bien que l'invention soit décrite en liaison avec un dispositif d’accouplement à crabots, elle n'y est pas limitée et le dispositif d’accouplement pourra être d’un autre type et notamment être un dispositif d’accouplement par friction.
[0123] Comme on peut le voir sur la figure 4, la première partie d’accouplement 18 comporte une portion intérieure 20 qui est logée à l’intérieur du boîtier 8, une portion extérieure 21 qui est positionnée à l’extérieur du boîtier 8 et des portions de liaison 22 qui sont régulièrement réparties autour de l’axe X et qui passent chacune au travers d’une ouverture traversante 23 correspondante ménagée dans le boîtier 8, ce qui permet de solidariser en rotation la première partie d’accouplement 18 au boîtier 8 tout en permettant un déplacement axial relatif entre la première partie d’accouplement 18 et le boîtier 8. Dans le mode de réalisation représenté, la portion extérieure 21 est annulaire tandis que la portion intérieure 20 comporte des pattes s’étendant axialement dans le prolongement des portions de liaison 22. Toutefois, selon une autre variante de réalisation, la structure est inversée et la portion extérieure 20 est annulaire tandis que la portion intérieure 21 comporte une pluralité de pattes d’orientation axiale s’étendant dans le prolongement des portions de liaison 22.
[0124] Par ailleurs, le dispositif d’accouplement 6 comporte un dispositif d’actionnement électromagnétique 100 permettant de déplacer axialement la première partie d’accouplement 18. Ce dispositif d’actionnement est représenté en coupe et schématiquement sur la figure 5.
[0125] Le dispositif d’actionnement électromagnétique 100 comprend une carcasse magnétique 120 agencée autour de l’axe X. La carcasse 120 est fixe axialement et circonférentiellement par rapport à l’axe X et comprend des parois définissant une cavité annulaire 150 à l’intérieur de laquelle sont logés une bobine 130 et, au moins en partie, un plongeur 110 qui est apte à se déplacer axialement selon l’axe X.
[0126] Des butées 129, notamment en forme de plots, sont portées par la carcasse 120 et s’appuient contre la bague extérieure d’un palier 80, par exemple à roulement conique, interposé entre l’arbre d’entrainement de roue 2 et le carter du système de transmission, non représenté. Par exemple, trois plots sont disposés à 120 degrés. La carcasse 120 peut être bloquée en rotation par rapport à l’axe X grâce à un dispositif de retenue agencé entre la carcasse 120 et ce carter. Ce dispositif de retenue peut être réalisé par un pion coopérant dans un renfoncement ou une fente du carter.
[0127] Le carter du système de transmission peut envelopper également un réducteur agencé pour entraîner en rotation la roue dentée 7 et le dispositif d’entrainement différentiel via le boîtier 8.
[0128] Si l’on se réfère à la figure 3, on voit que le dispositif d’actionnement électromagnétique 100 est monté autour d’un manchon latéral 81 du boîtier 8. Ce manchon latéral 81 entoure l’arbre d’entrainement de roue 2. La carcasse présente un contour interne ajusté autour du manchon latéral 81 en autorisant la rotation du manchon latéral 81 , donc du boîtier 8, par rapport à la carcasse 120 du dispositif d’actionnement électromagnétique 100, selon l’axe X.
[0129] La carcasse 120 est un organe creux présentant un axe de révolution selon l’axe X.
[0130] La carasse 120 comprend, dans un plan passant par l’axe X :
- une première paroi latérale 121 ,
- une deuxième paroi latérale 122 axialement espacée de la première paroi latérale 121 ,
- une paroi radialement interne 123 agencée autour de l’axe X et reliant un bord radialement interne de la première paroi latérale 121 à un bord radialement interne de la deuxième paroi latérale 122,
- au moins une paroi radialement externe 124 agencée autour de l’axe X et s’étendant axialement depuis le bord radialement externe de la première paroi latérale 121 .
[0131] Plus précisément, la deuxième paroi latérale 122 est située, par rapport à la bobine 130, du côté du dispositif d’accouplement 6 commandé par le dispositif d’actionnement électromagnétique 10, et la première paroi latérale 121 est située de l’autre côté.
[0132] Lorsque la bobine est alimentée en courant au-delà d’un premier seuil prédéterminé, le dispositif d’actionnement génère un flux magnétique 200. Ce flux 200 tourne autour de la section de bobine 130, selon un plan comprenant l’axe X, comme illustré figure 5, le flux magnétique longeant sensiblement les parois de la carcasse 120 et traversant radialement le plongeur 110.
[0133] Pour ce faire, la carcasse 120 est réalisée au moins en partie dans un matériau magnétique.
[0134] La carcasse 120 comprend une ouverture annulaire 125 agencée tout autour de l’axe X et disposée radialement à l’intérieur de la paroi radialement externe 124. L’ouverture annulaire a une forme circulaire vu d’un plan perpendiculaire à l’axe X.
[0135] La carcasse 120 comprend deux parties annulaires, qui, dans un plan comprenant l’axe X, ont chacune une section en forme de L. Les deux parties annulaires de la carcasse 120 définissent conjointement la cavité 150, autrement dit le creux, dans laquelle est logée la bobine 130. Chaque partie annulaire ayant une section en L comprend l’une parmi la première et la deuxième paroi latérale 121 , 122 et l’une parmi la paroi radialement interne
123 et la paroi radialement externe 124.
[0136] Le plongeur 110 est apte à s’engager dans au moins une portion de l’ouverture annulaire 125 lorsque la bobine 130 est alimentée en courant au-delà d’un premier seuil prédéterminé. Le plongeur se déplace alors axialement pour refermer le flux magnétique 200 autour de la section de bobine, considérée dans un plan comprenant l’axe X. Pour ce faire, le plongeur 110 comporte un corps principal de forme annulaire, en matériau ferromagnétique, tel que du fer ou de l’acier par exemple.
[0137] Par ailleurs, le plongeur 110 comporte un épaulement 111 destiné à venir en butée contre la carcasse 120 pour limiter le déplacement axial du plongeur 110.
[0138] Le plongeur 110 est disposé radialement à l’intérieur de la paroi radialement externe
124 et radialement à l’extérieur de la paroi radialement interne 123. Dans ce mode de réalisation, le plongeur 110 est agencé radialement à l’extérieur de la bobine 130. [0139] Le corps principal du plongeur a une forme générale de cylindre de révolution creux autour de l’axe X.
[0140] Le plongeur est de préférence centré par sa circonférence extérieure sur la carcasse 120, en particulier sur la circonférence intérieure de la paroi externe 124 de la carcasse 120.
[0141] Le déplacement du plongeur permet de faire translater axialement la première partie d’accouplement 18 du dispositif d’actionnement électromagnétique.
[0142] Lorsque la bobine 130 est mise sous tension, le flux magnétique permet de déplacer le plongeur 110 de la position rétractée vers la position déployée. Lorsque le plongeur 110 est en position déployée, la carcasse 120 exerce une attraction sur le plongeur 110, ce qui permet de le maintenir en position déployée en diminuant la tension.
[0143] Le dispositif d’actionnement électromagnétique est également doté d’une zone détection 116, appelée également cible, qui est fixe axialement par rapport au plongeur 110.
[0144] La carcasse 120 comprend un évidement 127 et le dispositif d’actionnement comprend une patte de détection 112 fixée au plongeur 110 et traversant cet évidement 127, la patte de détection 112 portant la cible 116 étant apte à être détectée par le capteur 140.
[0145] Par ailleurs, le système de transmission comporte un capteur 140, de préférence sans contact, représenté sur la figure 1 , qui est positionné ici axialement en regard de la cible 116 et qui est configuré pour délivrer un signal représentatif de la distance axiale entre la cible 116 et le capteur 140. Ainsi, le capteur 140 est apte à délivrer un signal représentatif de la position axiale du plongeur 110, ce qui permet de déterminer l’état du dispositif d’accouplement 6, à savoir ouvert ou fermé, ou bien encore dans une position intermédiaire. Le capteur 140 est ici un capteur magnétique, par exemple à effet Hall, mais d’autres types de capteurs, notamment sans contact, peuvent être utilisés.
[0146] Avantageusement, le dispositif d’actionnement électromagnétique 10 comprend un écran 160 disposé entre le capteur magnétique 140 et la bobine 130. Cet écran est configuré pour éloigner du capteur 140 le flux magnétique 200 généré par la bobine 130. Cet écran peut être métallique. Il est ici monté sur la patte de détection 112.
[0147] La patte de détection 112 peut être de forme cylindrique, notamment en forme de cylindre circulaire droit.
[0148] La patte de détection présente une zone de détection 116 (cible) et qui est apte à coopérer avec le capteur 140 pour fournir un signal représentatif de la position axiale du plongeur 110. Cette zone de détection 116 peut avoir la forme d’une plaque. Elle est située de préférence sur la zone d’extrémité de la patte de détection 112. De préférence, la cible est formée sur une pièce rapportée ou directement sur la patte de détection 112. La zone de détection est formée dans une tôle magnétique ou un aimant. En dehors de la zone de détection, la patte de détection 112 peut être réalisée dans un matériau amagnétique.
[0149] On voit sur la figure 4 que la rotation relative du plongeur 110 par rapport à la carcasse selon l’axe X est empêchée ou limitée grâce à la coopération de la patte de détection 112 et de l’évidement 127. La cible n’étant pas rotative par rapport au capteur, on peut se passer d’une cible circulaire et limiter ainsi l’encombrement du dispositif. La patte de détection 112 est donc ajustée circonférentiellement dans l’évidement 127 de la carcasse 120. Autrement dit, l’évidement 127 est délimité circonférentiellement par deux bords d’extrémités et la patte de détection 112 est ajustée entre ces deux bords.
[0150] L’évidement 127 est une cavité communiquant avec l’extérieur de la carcasse, c’est- à-dire ouverte, autrement dit un encoche ou échancrure. L’évidement peut aussi avoir une forme de fente.
[0151 ] Si on le souhaite, le ou les bords délimitant axialement l’évidement 127 peuvent servir de butée pour limiter le déplacement axial du plongeur.
[0152] Les dimensions du plongeur 110 et de la patte de détection 112 d’une part et de la carcasse 120 et de son évidemment d’autre part assurent une liaison glissière selon l’axe X entre le plongeur et la carcasse.
[0153] Dans les premier, deuxième et quatrième modes de réalisation représentés sur les figures 5, 6 et 8, le plongeur 110 est disposé radialement à l’extérieur de la bobine 130. Ainsi, la bobine peut être plus compacte radialement et donc moins coûteuse. L’ouverture annulaire 125 est elle aussi disposée radialement à l’extérieur de la bobine 130.
[0154] En revanche, sur le troisième mode de réalisation représenté sur la figure 7, le plongeur 110 est situé axialement au regard de la bobine 130. Cet agencement est compact radialement. Au moins un ressort de poussée 190 est agencé axialement entre la bobine 130 et le plongeur pour exercer un effort de poussée sur le plongeur 110, complémentaire de l’effort magnétique généré par la bobine 130 sur le plongeur 110.
[0155] Dans les premier, deuxième, et troisième modes de réalisation représentés sur les figures 5, 6 et 7, l’évidement est situé sur la paroi radialement externe 124 et la patte de détection 112 s’étend radialement.
[0156] En variante, dans la quatrième mode de réalisation représenté sur la figure 8, l’évidement 127 est situé au moins partie dans la première paroi latérale 121 . La patte de détection s’étend alors de préférence axialement vers l’arrière pour traverser la première paroi latérale 121. Le capteur 140 est alors placé lui aussi à l’arrière du dispositif d’actionnement électromagnétique. Cet agencement est très compact radialement.
[0157] De préférence, la première partie d’accouplement est solidaire axialement du plongeur. Ainsi, la mesure de la position du plongeur par le capteur permet de déterminer précisément la position de la première partie d’accouplement 18.
[0158] Comme on peut le voir sur les figures 3 à 5, le dispositif d’actionnement électromagnétique 10 comprend une bague de liaison 115 fixée au plongeur 110. La bague de liaison 115 et le plongeur 110 sont de préférence rigidement liés l’un à l’autre par l’une de leurs extrémités axiales. Par exemple, la bague de liaison est fixée au plongeur par une soudure laser.
[0159] Par exemple, la bague de liaison 115 est amagnétique, par exemple en Cuivre, pour limiter les fuites indésirables de champ magnétique vers l’extérieur de la carcasse, notamment vers la première partie d’accouplement.
[0160] La première partie d’accouplement 18 est reliée au plongeur 110 par l’intermédiaire de la bague de liaison 115. L’effort d’actionnement est transmis du plongeur à la première partie d’accouplement 18 par la bague de liaison 115.
[0161 ] Une liaison pivot lie cinématiquement la bague de liaison 115 et la partie annulaire de la première partie d’accouplement 18 pour autoriser une rotation relative du plongeur 110 et de la première partie d’accouplement 18 selon l’axe X.
[0162] Pour retenir axialement la bague de liaison 115 et la première partie d’accouplement 18, la bague de liaison 115 et la première partie d’accouplement 18 comprennent chacune une gorge, les deux gorges étant agencées radialement en vis-à-vis l’une de l’autre et un anneau de retenue 118 est disposé à l’intérieur des deux gorges. L’anneau 118 peut être monté ainsi par clipsage ou encliquetage. L’anneau 118 assure ainsi un maintien axial de la première partie d’accouplement 18 par rapport à la bague de liaison 115 et au plongeur 110, ce qui permet d’assurer une bonne évaluation de la position de la première partie d’accouplement 18, tout en autorisant une rotation relative entre le plongeur 110 et la première partie d’accouplement 18 selon l’axe X.
[0163] Selon un autre mode de réalisation non représenté, l’une des gorges est formée directement sur le plongeur 110 et le dispositif d’actionnement électromagnétique est alors dépourvu de bague de liaison.
[0164] Le système de transmission comprend aussi des ressorts de rappel 40 agencés entre un élément d’appui du boîtier 8 et la première partie d’accouplement 18, les ressorts de rappel étant aptes à ramener la première partie d’accouplement 18 dans la position désaccouplée, lorsque la bobine 130 n’est pas alimentée en courant, ou lorsque le courant de la bobine est inférieur à un deuxième seuil prédéterminé.
[0165] Lorsque le dispositif d’actionnement électromagnétique est doté d’un ou plusieurs ressorts de poussée, l’effort exercé par les ressorts de rappel 40 est supérieur à l’effort exercé par ledit au moins un ressort de poussée.
[0166] Un tel système de transmission est généralement logé dans un carter fixe, par exemple en aluminium.
[0167] Le deuxième mode de réalisation représenté sur la figure 6 se distingue des autres modes en ce que le capteur 140 est monté sur la paroi du carter 300 à l’extérieur du carter. Le capteur 140 est configuré pour détecter la cible 116 portée par la patte de détection 112 à travers la paroi du carter, 300 qui est amagnétique, par exemple en aluminium.
[0168] Le cas échéant, la cible 116 est de préférence formée par un aimant.
[0169] La figure 9 représente de façon très schématique un véhicule 1 comprenant un groupe motopropulseur électrique entraînant deux roues 2002 et 2003. Ce groupe motopropulseur électrique comprend une machine électrique 1000, un réducteur 1100 et un système de transmission 10 tel que décrit précédemment. Le réducteur 1100 et le système de transmission 10 sont disposés dans un carter commun 300. Le carter 1100 de la machine électrique et le carter 300 peuvent être assemblés l’un à l’autre. [0170] Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention, telle que définie par les revendications.
[0171] Le système de transmission comporte ici un différentiel mais le dispositif d’actionnement électromagnétique peut être utilisé avec d’autres types de systèmes de transmission.
[0172] Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Dispositif d’actionnement électromagnétique (100) pour un système de transmission de couple (10), le dispositif d’actionnement électromagnétique (100) comprenant :
- une carcasse (120) agencée autour d’un axe X, la carcasse (120) étant fixe par rapport à l’axe X et comprenant des parois définissant une cavité annulaire (150) à l’intérieur de laquelle sont logés une bobine (130) et, au moins en partie, un plongeur (110) qui est apte à se déplacer axialement selon l’axe X pour actionner un dispositif d’accouplement (6), le dispositif d’actionnement étant caractérisé en ce que la carcasse (120) comprend en outre un évidement (127) et le dispositif d’actionnement comprend une patte de détection (112) fixée au plongeur (110) et traversant cet évidement (127), la patte de détection (112) étant apte à être détectée par un capteur (140) de manière à générer un signal représentatif de la position axiale du plongeur (110).
[Revendication 2] Dispositif d’actionnement électromagnétique (100) selon la revendication 1 ou 2 dans lequel la rotation relative du plongeur (110) par rapport à la carcasse selon l’axe X est empêchée ou limitée grâce à la coopération de la patte de détection (112) et de l’évidement (127).
[Revendication 3] Dispositif d’actionnement électromagnétique (100) selon l’une des revendications 1 à 3 dans lequel le plongeur (110) est disposé radialement à l’extérieur de la bobine (130).
[Revendication 4] Dispositif d’actionnement électromagnétique (100) selon l’une des revendications 1 à 3 dans lequel le plongeur est situé axialement au regard de la bobine.
[Revendication 5] Dispositif d’actionnement électromagnétique (100) selon l’une des revendications 1 à 4 dans lequel la carasse (120) comprend, vue dans un plan comprenant l’axe X :
- une première paroi latérale (121) agencée autour de l’axe X,
- une deuxième paroi latérale (122) agencée autour de l’axe X et axialement espacée de la première paroi latérale (121),
- une paroi radialement interne (123) agencée autour de l’axe X et reliant la première paroi latérale (121) à la deuxième paroi latérale (122),
- au moins une paroi radialement externe (124) agencée autour de l’axe X et s’étendant axialement depuis l’une au moins parmi la première paroi latérale (121 ) et la deuxième paroi latérale (122), le plongeur (110) étant disposé radialement à l’intérieur de la paroi radialement externe (124) et radialement à l’extérieur de la paroi radialement interne (123),
[Revendication 6] Dispositif d’actionnement électromagnétique (100) selon la revendication 5 dans lequel l’évidement est situé sur la paroi radialement externe (124).
[Revendication 7] Dispositif d’actionnement électromagnétique (100) selon la revendication 5 dans lequel la deuxième paroi latérale (122) est située, par rapport à la bobine (130), du côté du dispositif d’accouplement (6) actionné par le déplacement axial du plongeur (110), et la première paroi latérale (121) est située de l’autre côté, l’évidement (127) étant situé au moins partie dans la première paroi latérale (121).
[Revendication 8] Dispositif d’actionnement électromagnétique (100) selon l’une des revendications 1 à 7 dans lequel le plongeur est centré par sa circonférence extérieure sur la carcasse (120).
[Revendication 9] Dispositif d’actionnement électromagnétique (100) selon l’une des revendications 1 à 8 dans lequel la patte de détection (112) est apte à être détectée par un capteur magnétique (140) et le dispositif d’actionnement électromagnétique (100) comprend un écran (160) disposé entre le capteur (140) et la bobine (130), l’écran (160) étant porté par la patte de détection (112).
[Revendication 10] Dispositif d’actionnement électromagnétique (100) selon l’une des revendications 1 à 9 dans lequel le dispositif d’actionnement électromagnétique (100) comprend une bague de liaison (115) amagnétique fixée sur l’extrémité axiale du plongeur, du côté du dispositif d’accouplement (6) actionné par le déplacement axial du plongeur (110).
[Revendication 11 ] Système de transmission (10) pour un véhicule automobile comprenant :
- le dispositif d’actionnement électromagnétique selon l’une des revendications précédentes,
- un premier élément (4) et un deuxième élément (5), le deuxième élément étant apte à tourner par rapport au premier élément autour de l’axe X, l’un au moins parmi le premier élément et le deuxième élément étant apte à transmettre un couple entre un moteur et une roue du véhicule,
- un dispositif d’accouplement (6) actionnable par le dispositif d’actionnement électromagnétique; le dispositif d’accouplement (6) comportant une première partie d’accouplement (18) apte à être poussée axialement par le plongeur du dispositif d’actionnement électromagnétique et une deuxième partie d’accouplement (19), la première partie d’accouplement (18) étant, par rapport au premier élément (4), fixe en rotation selon l’axe X, et la deuxième partie d’accouplement (19) étant, par rapport au deuxième élément (5), fixe en rotation selon l’axe X ; la première partie d’accouplement (18) étant mobile axialement entre une position accouplée dans laquelle la première partie d’accouplement (18) est accouplée avec la deuxième partie d’accouplement (19) de façon à empêcher une rotation relative du premier élément et du deuxième élément selon l’axe X, et une position désaccouplée dans laquelle la première partie d’accouplement (18) et la deuxième partie d’accouplement (19) sont désaccouplés de façon à autoriser une rotation relative du premier élément et du deuxième élément selon l’axe X,
- un capteur coopérant avec la patte de détection pour fournir un signal représentatif de la position axiale du plongeur de manière à déterminer si la première partie d’accouplement est dans la position désaccouplée, accouplée, ou une position intermédiaire entre la position désaccouplée et accouplée.
[Revendication 12] Système de transmission (1) selon la revendication 11 , le système de transmission comprenant un dispositif d’entrainement différentiel et le premier élément (4) comportant un boîtier (8) à l’intérieur duquel est logé la deuxième partie d’accouplement (19), la première partie d’accouplement (18) comportant une portion intérieure (20) qui est logé à l’intérieur du boîtier (8), une portion extérieure (21) qui est positionnée à l’extérieur du boîtier (8), et une pluralité de portions de liaison (22) qui relient axialement la portion intérieure (20) et la portion extérieure (21) de la première partie d’accouplement (18), chacune des portions de liaison (22) passant au travers d’une ouverture traversante (23) correspondante ménagée dans le boîtier (8).
[Revendication 13] Système de transmission (1) selon l’une quelconque des revendications 11 à 12, dans lequel le deuxième élément (5) comprend une couronne porteuse (13) qui est guidée en rotation autour de l’axe X à l’intérieur du boîtier (8), deux engrenages satellites (14, 15) qui sont montés en rotation sur la couronne porteuse (13) autour d’un axe Z perpendiculaire à l’axe X, et deux engrenages planétaires (16, 17) qui sont mobiles en rotation autour de l’axe X et qui sont chacun en prises avec les deux engrenages satellites (14, 15) et qui sont chacun destinés à être solidaires en rotation d’un arbre d’entrainement de roue (2, 3) ; la deuxième partie d’accouplement (19) du dispositif d’accouplement (6) étant solidaire en rotation de la couronne porteuse (13) selon l’axe X.
[Revendication 14] Système de transmission (1) selon l’une quelconque des revendications 11 à 13, dans lequel le système de transmission est logé dans un carter (300) comprenant une paroi amagnétique, par exemple en aluminium, et le capteur (140) est monté sur la paroi du carter à l’extérieur du carter (300), le capteur (140) étant apte à détecter la zone de détection (116) de la patte de détection (112) à travers la paroi du carter.
[Revendication 15] Système de transmission (1) selon l’une quelconque des revendications 11 à 14, dans lequel une liaison pivot lie cinématiquement le plongeur (110) et la première partie d’accouplement (18) pour autoriser une rotation relative du plongeur et de la première partie d’accouplement selon l’axe X.
[Revendication 16] Système de transmission (1) selon la revendication précédente, dans lequel la bague de liaison (115) et la première partie d’accouplement (18) comprennent chacune une gorge, les deux gorges étant agencées radialement en vis-à-vis l’une de l’autre et un anneau de retenue (118) est disposé à l’intérieur des deux gorges.
[Revendication 17] Groupe motopropulseur, notamment électrifié, comportant, un moteur, notamment électrique, au moins une roue motrice, et un système de transmission selon l’une de revendications 11 à 16, le système de transmission étant agencé pour transmettre un couple entre le moteur et ladite au moins une roue motrice.
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