FR2583683A1

FR2583683A1 - Vehicule hybride a moteur a combustion interne et moteur electrique, notamment autobus

Info

Publication number: FR2583683A1
Application number: FR8608107A
Authority: FR
Inventors: Faust Hagin; Hans Jurgen Drewitz
Original assignee: MAN Nutzfahrzeuge AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 1985-06-20
Filing date: 1986-06-05
Publication date: 1986-12-26
Anticipated expiration: 2006-06-05
Also published as: US4762191A; DE3522062C2; FR2583683B1; DE3522062A1

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN VEHICULE HYBRIDE 1, 4, 5 A MOTEUR A COMBUSTION INTERNE 7 ET MOTEUR ELECTRIQUE 9, CES DEUX MOTEURS POUVANT, PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN MECANISME DE TRANSMISSION 8, ETRE RELIES ALTERNATIVEMENT AU MEME ESSIEU MOTEUR 6 DU VEHICULE. LE PROBLEME A RESOUDRE CONSISTE A ACCROITRE LA DUREE DE VIE DU VEHICULE SANS REDUIRE LE VOLUME UTILISABLE. LE VEHICULE EST CARACTERISE EN CE QUE, DE PLUS, UN AUTRE ESSIEU 3 EST AGENCE EN TANT QU'ESSIEU MOTEUR, ET EN CE QUE LE MOTEUR ELECTRIQUE 9 PEUT AUSSI ETRE RELIE A CET ESSIEU, PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN AUTRE MECANISME DE TRANSMISSION 10. L'INVENTION EST APPLICABLE NOTAMMENT AUX AUTOBUS TELS QU'AUTOBUS ARTICULES POUR SERVICES URBAINS.

Description

"Véhicule hybride à moteur à combustion interne et moteur électrique,

notamment autobus" L'invention concerne un véhicule hybride, de préférence autobus pour la circulation urbaine, avec un moteur à combustion interne de traction

et un moteur électrique de traction dont la puis-

sance est du même ordre de grandeur que celle du moteur à combustion interne et est de préférence égale à celle-ci, ces deux moteurs pouvant, par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission,

être reliés alternativement au même essieu mo-

teur du véhicule.

Un tel véhicule, connu par exemple d'après la demande de brevet allemand 21 53 961, comporte un moteur à combustion interne et un moteur électrique, ces deux moteurs étant reliés à un arbre de transmission commun du véhicule. Dans le véhicule cité dans cette demande de brevet, le

moteur à combustion interne et le moteur électri-

que sont reliés l'un à l'autre par une transmis-

sion additionneuse dont la troisième sortie est

reliée à l'arbre de transmission du véhicule.

Lorsque l'un des deux moteurs est mis en fonc-

tionnement, l'arbre de sortie de l'autre moteur est débrayé, de sorte que le moteur en service

entraîne seul le véhicule.

Un tel véhicule hybride présente une série d'avantages: Quand un tel mode de traction hybride est mis en application, par exemple dans un autobus pour la circulation urbaine se déplaçant dans des zones suburbaines à peuplement dispersé ainsi que dans des zones à forte concentration, on peut faire fonctionner cet autobus avec le

moteur électrique dans les zones à forte con-

centration pour éviter la pollution de l'air, tandis que dans les zones périphériques, on peut

utiliser le moteur Diesel comme élément de trac-

tion. On peut alors utiliser, de plus, le moteur Diesel pour charger des batteries éventuelles

destinées au moteur électrique. Mais, un avan-

tage particulier d'un tel véhicule hybride ré-

side en ce que le moteur électrique peut aussi être utilisé comme génératrice qui, de son coté, lorsqu'on l'utilise pour le freinage du véhicule,

charge des batteries, alimente le réseau élec-

trique du véhicule ou actionne un frein électri-

que, en participant ainsi à la récupération

d'une partie de l'énergie de freinage.

Un autobus de circulation urbaine est pré-

cisément soumis à des arrêts très fréquents,

lorsqu'il arrive à des stations d'arrêt ou lors-

qu'il y est contraint, dans les centres à forte concentration par la circulation peu fluide que

l'on y rencontre. L'énergie de freinage consi-

dérable ainsi produite est ainsi partiellement récupérée, tandis que les freins du véhicule sont en même temps ménagés. En outre, il est

clair qu'un tel véhicule hybride est particuliè-

rement intéressant dans les villes vallonées.

Avec un tel véhicule hybride, il est d'autre part possible, par exemple lors du démarrage à partir de l'arrêt, d'assister le moteur Diesel

par le moteur électrique. Dans le cas d'un auto-

bus pour la circulation urbaine, on peut ainsi faire fonctionner le moteur Diesel à une charge relativement plus faible, de sorte qu'il n'émet pas, lors du démarrage, autant de fumée que la

quantité usuelle pour un tel moteur.

Cependant, un tel véhicule hybride est de construction bien plus onéreuse qu'un véhicule classique commandé seulement par un moteur à combustion interne. Cela est vrai non seulement à cause de la dépense supplémentaire nécessaire pour le moteur électrique, pour ses batteries et pour un dispositif de changement de traction,

mais aussi pour d'autres raisons indiquées ci-

après. On a constaté précédemment que les com-

mandes d'essieux de tels véhicules hybrides s'usaient bien plus vite que dans le cas des

véhicules classiques, même si la puissance four-

nie par la commande à l'essieu moteur ne dépasse

pas celle du moteur à combustion interne usuel.

Quelques recherches en ont indiqué la raison: le moteur électrique doit avoir une puissance dont l'ordre de grandeur correspond sensiblement à la puissance du moteur à combustion interne,

pour obtenir également avec la commande électri-

que les puissances de marche utilisables du

véhicule.-Cette condition oblige à avoir un mo-

teur électrique dont l'induit est relativement

lourd et présente un diamètre relativement grand.

Si, en plus, on tient encore compte du fait que ce moteur électrique en général fonctionne à une vitesse de rotation relativement élevée, on voit que le moment d'inertie polaire massique du moteur électrique est considérablement plus grand que celui d'un moteur à combustion interne de même puissance. Mais, la ligne de transmission d'un véhicule constitue un système élastique qui est d'autant plus chargé que le moment d'inertie polaire massique de la commande qui se trouve à une extrémité de cette ligne est grande. Il en résulte que la ligne de transmission du véhicule est bien plus chargée quand un moteur électrique se trouve à l'extrémité de cette ligne que dans le cas o l'on utilise un moteur à combustion interne pour la traction. A cela s'ajoute le fait qu'en service de freinage, dans certains cas, des puissances de freinage considérablement plus élevées sont appliquées par la ligne de transmission au moteur électrique qui fonctionne

alors en génératrice.

Les véhicules de service munis d'une telle commande hybride sont donc obligatoirement plus chers que les véhicules de service classiques

fonctionnant uniquement avec un moteur à com-

bustion interne, sans cependant développer pour cela une puissance utile supérieure. Seule la consommation de carburant est un peu plus faible par suite de la récupération de l'énergie de freinage. On ne peut donc en aucun cas consentir aussi à une réduction de la durée de vie du

véhicule car celui-ci serait finalement inuti-

lisable. Pour cette raison, on est contraint

de donner des dimensions suffisantes à la com-

mande d'essieu d'un tel véhicule ainsi qu'à la ligne de transmission allant de l'essieu moteur au moteur électrique, pour garantir une durée

de vie suffisante. Cependant, une telle dispo-

sition constructive conduit obligatoirement à des mécanismes de transmission encombrants, de sorte que dans les véhicules de service, une partie du volume actuellement utilisable est alors prise par des éléments de la commande motrice. Dans un cas concret, en considérant

un autobus de service urbain avec moteur ar-

rière et essieu arrière moteur, cela signifie que le plancher du véhicule doit être relevé dans la zone de l'essieu arrière, de sorte que

les sièges extrêmes situés à l'arrière du véhi-

cule ne sont que difficilement accessibles. En outre, la partie correspondante du plancher du véhicule ne peut plus être utilisée pour des

places debout.

D'une façon générale, l'invention a pour but d'éliminer, au moins partiellement, au moins l'un des inconvénients mentionnés précédemment et d'agencer un véhicule hybride du type indiqué dans le préambule, de préférence en utilisant

des organes déjà utilisés en construction auto-

mobile, pour que la durée de vie de ce véhicule soit allongée sans qu'il soit nécessaire pour cela de diminuer le vo'lume intérieur utilisable

du véhicule.

A cet effet, l'invention concerne un véhi- cule hybride du type ci-dessus caractérisé en ce que de plus, un autre essieu est agencé en tant qu'essieu moteur, et en ce que le moteur électrique peut aussi être relié à cet essieu par l'intermédiaire d'un autre mécanisme de transmission. Conformément à l'invention, on utilise alors un autre essieu du véhicule comme essieu

moteur relié au moteur électrique.

En ce qui concerne ses organes de transmis-

sion (différentiel, renvoi ou similaires), cet

essieu moteur peut présenter la même construc-

tion que l'essieu moteur déjà existant. On peut donc utiliser des éléments de construction dont on dispose déjà. Il en résulte que le moteur

électrique n'agit plus, comme c'est le cas ac-

tuellement, sur un seul essieu moteur, mais sur deux essieux moteurs, chacun de ceux-ci n'étant cependant dimensionné que comme un essieu moteur du type de ceux qui sont à l'heure actuelle en liaison avec un moteur à combustion interne. Le moteur à combustion interne du véhicule hybride

peut donc n'agir que sur un seul des deux es-

sieux moteurs pour ménager le mécanisme de trans-

mission de l'autre essieu moteur et pour éviter

des pertes supplémentaires.

Comme l'essieu moteur existant, l'essieu moteur supplémentaire est agencé pour ne pas

porter atteinte, ou seulement très peu, au vo-

lume utilisable du véhicule. On peut donc, avec des moyens relativement simples, allonger de façon décisive la durée de vie d'un véhicule

hybride connu, du type indiqué dans le préam-

bule, sans que l'on ait pour cela à concevoir et à réaliser des mécanismes de transmission présentant des dimensions constructives qui

n'existent pas encore.

Il y a un grand nombre des variantes de réalisation possibles pour l'invention. Ainsi, par exemple, il est possible de fractionner le

moteur électrique, ou pour mieux dire la com-

mande électrique, en deux moteurs électriques présentant chacun la moitié de la puissance, chacun de ces moteurs électriques étant affecté à l'un des essieux moteurs. L'allongement de la durée de vie obtenu avec cette solution est cependant relativement faible parce que le moment d'inertie polaire massique d'un

moteur électrique de puissance donnée est nota-

blement plus grand que la moitié de celui d'un

moteur électrique de puissance double.

Plus praticable est la solution consistant à réaliser sous forme de transmission de force hydraulique la transmission de force motrice entre le moteur électrique et au moins l'un des essieux. On rencontre cependant dans ce cas des

inconvénients résultant de la dépense de cons-

truction relativement élevée et des mauvais rendements.

Suivant un mode de réalisation de l'inven-

tion, il est donc particulièrement avantageux de relier les deux essieux moteurs par un arbre qui est agencé sous forme d'arbre de cardan, si l'on fait abstraction du cas particulier d'un essieu

tandem dans lequel deux essieux moteurs similai-

res situés immédiatement l'un à côté de l'autre peuvent être reliés entre eux par un arbre de courte longueur. Dans le cas de l'essieu tandem, il n'est pas absolument nécessaire de prévoir un

différentiel pour compenser les vitesses de ro-

tation entre les deux essieux moteurs. Mais ce différentiel devient nécessaire quand les deux essieux moteurs sont davantage éloignés l'un de l'autre. En construction automobile, on utilise cependant pour la construction de véhicules dont toutes les roues sont motrices des mécanismes de transmission d'essieux qui comportent un raccord pour un arbre de cardan destiné à l'entraînement d'un autre essieu ainsi qu'un différentiel. Il en résulte que dans ce cas également, on peut

utiliser des éléments de construction existants.

Il est en principe possible de réunir en un bloc d'entraînement le moteur électrique avec le moteur à combustion interne et l'essieu associé

à celui-ci.

Mais, suivant un mode de réalisation préfé-

rentiel de l'invention, il est particulièrement avantageux de disposer le moteur électrique sur

l'essieu moteur supplémentaire. Les charges sac-

cadées, provenant du moment d'inertie massique élevé du moteur électrique, sont dans ce cas

amorties, dans la transmission de force à l'es-

sieu moteur associé au moteur à combustion in- terne, par l'arbre de cardan intermédiaire ou par un organe de transmission similaire. Il en résulte que l'essieu moteur associé au moteur à combustion interne est, pendant la marche avec

le moteur électrique, soumis à des sollicita-

tions plus faibles que l'essieu moteur supplé-

mentaire disposé plus près du moteur électrique.

La charge est ainsi mieux répartie entre les deux essieux moteurs car l'essieu moteur associé au moteur à combustion interne est, pendant la

marche avec le moteur à combustion interne, sou-

mis à des charges correspondant à un seul essieu,

si l'on fait abstraction de la charge des batte-

ries.

Il est en outre possible de disposer le mo-

teur électrique, qui présente un encombrement re-

lativement faible, à proximité immédiate de l'es-

sieu moteur supplémentaire, de manière qu'il ne

porte pas atteinte au volume utile du véhicule.

Pour le couplage et la séparation du moteur à combustion interne et du moteur électrique, il

est possible, comme cela a été proposé par exem-

ple, dans la demande de brevet allemand citée

dans le préambule, d'introduire les deux com-

mandes dans un mécanisme d'addition et de libérer chaque fois par un embrayage l'entrée de ce mécanisme qui n'est pas utilisée. Conformément à l'invention, il est cependant proposé d'associer un embrayage de couplage à chacun des mécanismes

de transmission des deux essieux moteurs respec-

tivement associés à un moteur de traction, cet embrayage permettant de séparer le moteur de

traction correspondant du mécanisme de transmis-

sion. On évite ainsi pour la première fois les

puissances perdues dans un différentiel qui ap-

paraissent quand l'une de ses entrées est blo-

quée. En conséquence, cette disposition contri-

bue aussi, finalement, à allonger la durée de vie d'un mécanisme de transmission déterminé avec

des dimensions relativement faibles.

Mais l'agencement conforme à l'invention procure un avantage supplémentaire en ce qu'on

peut aussi faire varier le mode de fonctionne-

ment pendant la marche: si l'on doit passer

d'un moteur de traction à l'autre, le moteur dé-

brayé est amené à une vitesse de rotation telle que les deux moitiés d'embrayage tournent en synchronisme. Ce moteur est ensuite couplé tandis

que simultanément, l'autre moteur est débrayé.

On peut ainsi effectuer le changement de mode de fonctionnement sans àcoups. Un tel changement

peut être nécessaire, par exemple, si la puis-

sance du moteur électrique est plus faible que celle du moteur Diesel et si une forte côte se trouve sur un trajet d'une ligne d'autobus qui doit être parcouru en traction électrique. Dans ce cas, lorsqu'une limite de charge déterminée il de l'autobus est dépassée, le chauffeur met le moteur Diesel en route lorsque la côte est atteinte et à l'extrémité de cette côte il peut, de même, revenir sans difficultés à la traction électrique et arrêter le moteur Diesel. Il est en principe possible de maintenir constamment en service la transmission de force

entre les deux essieux moteurs, assurée par exem-

ple par un arbre de cardan, de sorte que le véhi-

cule suivant l'invention comporte constamment plusieurs essieux moteurs, ce qui peut donner dans certains cas un meilleur comportement de

marche. Mais, suivant un mode de réalisation pré-

férentiel de l'invention, il est avantageux de

n'utiliser cette transmission de force, c'est-à-

dire l'arbre de cardan par exemple, que dans la

marche avec traction électrique, cette transmis-

sion étant, pendant la marche avec le moteur à combustion interne, interrompue par un embrayage déjà existant ou supplémentaire. Dans ce cas,

lors de la marche avec le moteur à combustion in-

terne, l'essieu moteur le plus rapproché du mo-

teur électrique est ménagé, de sorte que l'usure

réciproque des deux essieux moteurs est égalisée.

En outre, lors de la marche avec le moteur à com-

bustion interne, on obtient un rendement encore meilleur. Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, il est avantageux que le véhicule conforme à l'invention soit agencé sous forme d'autobus articulé, habituellement connu en tant

qu'autobus pousseur articulé. Un tel autobus ar-

ticulé comporte un groupe propulseur à l'arrière de l'élément arrière, ce groupe étant constitué du moteur à combustion interne, du mécanisme de transmission et de l'essieu ou de l'essieu ar-

rière de l'élément arrière. Entre l'élément ar-

rière et l'élément avant sont disposés des ap-

puis à commande hydraulique qui empêchent le

pliage de l'autobus.

Conformément à l'invention, l'essieu moteur supplémentaire est agencé sous forme d'essieu arrière de l'élément avant ou, dans un autobus articulé à plus de deux éléments, sous forme d'essieu ou d'essieu arrière de l'élément du

véhicule qui se trouve devant l'élément arrière.

L'essieu qui vient d'être mentionné est relié par un arbre de cardan à l'essieu moteur disposé

dans l'élément arrière.

On équipe encore des autobus articulés avec un arbre de cardan qui assure, à partir du moteur à combustion interne disposé à l'arrière de l'élément arrière, une liaison avec l'essieu arrière de l'élément avant. De tels arbres de cardan, le guidage de ces arbres dans la zone de l'articulation de liaison qui relie les deux

éléments de véhicule et l'essieu arrière de l'é-

lément avant relié à cet arbre de cardan sont donc encore produits car de tels éléments doivent être encore gardés à disposition en tant que

pièces de rechange. Dans l'autobus articulé con-

forme à l'invention, on peut donc faire appel à

des éléments existants, ce qui permet d'abaisser -

de façon décisive les dépenses de construction

et de fonctionnement de ce véhicule articulé con-

forme à l'invention. Il suffit de créer sur l'es-

sieu moteur de l'élément avant unembrayage de

couplage avec un raccord pour le moteur électri-

que. En raison de sa faible hauteur de construc-

tion en cas de montage horizontal, cette hauteur ne dépassant pas le niveau de l'essieu moteur, ce moteur peut être disposé devant cet essieu et au-dessous du plancher du véhicule. Sous ce plancher du véhicule passe également l'arbre de

cardan. Les logements des batteries sont égale-

ment disposés au-dessous du plancher du véhicule.

Par conséquent, l'autobus articulé hybride con-

forme à l'invention présente une salle pour pas-

sagers aussi grande que celle d'un autobus arti-

culé classique sans commande de traction élec-

trique supplémentaire.

L'autobus articulé hybride conforme à l'in-

vention ne présente donc plus, par rapport à un autobus articulé classique, les inconvénients rencontrés jusqu'à maintenant d'une durée de vie

plus courte ou de dépenses de fabrication consi-

dérablement plus élevées ainsi que d'un volume

pour passagers réduit. Au contraire, les dépen-

ses supplémentaires créées par l'autobus articulé

hybride conforme à l'invention ne sont que modé-

rément plus élevées que celles d'un autobus ar-

ticulé classique. Ces dépenses supplémentaires sont compensées par les avantages d'une réduction de la pollution de l'air dans les centres urbains

à forte concentration. Etant donné qu'il est pos-

sible de récupérer, dans une certaine mesure, l'énergie perdue lors du freinage, la réduction de la consommation de carburant participe égale-

ment à l'amélioration des conditions d'environ-

nement. L'économie de carburant compense au

moins les frais d'entretien supplémentaires.

Comme cela a déjà été mentionné plusieurs

fois, il est particulièrement avantageux d'équi-

per le véhicule conforme à l'invention d'une installation de récupération de l'énergie de

freinage. Cette installation comporte une com-

mande reliée à un organe de manoeuvre des freins et intervenant lors du freinage pour qu'une liaison d'entraînement soit alors réalisée entre les deux essieux moteurs et le moteur électrique, au cas o celle-ci n'existe pas déjà. En ce qui concerne le moteur électrique, les commutations

voulues sont effectuées pour que celui-ci fonc-

tionne en génératrice. Lorsque l'organe de ma-

noeuvre des freins est libéré, les opérations de commande correspondantes sont effectuées en sens inverse pour rétablir la condition qui existait avant le freinage. Si un embrayage de couplage est respectivement associé, sur le mécanisme d'essieu correspondant, au moteur électrique et au moteur à combustion interne, cet embrayage est à chaque fois débrayé et embrayé, les deux éléments d'embrayage étant le cas échéant amenés

à tourner en synchronisme.

Si, par exemple, le véhicule marche avec le mo-

teur à combustion interne et que l'organe de manoeu-

vre des freins est actionné, le moteur à combustion interne est débrayé et le moteur électrique, qui était à l'arrêt, est progressivement embrayé, l'em- brayage agissant comme un convertisseur de couple et

servant, lors du ralentissement du véhicule, à accé-

lérer le moteur électrique de l'arrêt à une vitesse de rotation appropriée. Mais il est aussi possible de mettre, avant l'opération de manoeuvre, le moteur

électrique en route jusqu'à ce que la vitesse de ro-

tation des deux moitiés d'embrayage soit la même et de n'embrayer l'embrayage qu'à ce moment. Dans ce cas, le freinage est obtenu en ce qu'on crée, par des dispositions électriques appropriées, un flux

d'énergie très élevé à partir du moteur électrique.

Si, après exécution du freinage, on revient au fonc-

tionnement avec le moteur à combustion interne, on commence par débrayer le moteur électrique, puis le moteur à combustion interne est amené à la vitesse

de rotation voulue en accélérant et, lorsqu'est at-

teinte la rotation synchrone des deux moitiés de l'embrayage associé au moteur à combustion interne,

cet embrayage est embrayé.

L'organe de manoeuvre des freins peut être prévu en plus de la pédale de frein usuelle, par exemple comme dans le cas du frein moteur des autobus et des camions. Il peut aussi être prévu sur la pédale de frein, par exemple comme pour le frein moteur des autobus et des camions. Mais il peut aussi être constitué par la pédale de frein ou être en liaison de fonctionnement avec celle-ci en étant, par exemple, agencé

sous forme de sonde de mesure de pression dis-

posée dans le réseau de conduites sous pression de l'installation de freinage.

L'invention est décrite plus en détail ci-

après en se référant aux dessins annexés, dans lesquels:

- la Fig. 1 est une vue en élévation laté-

rale d'un autobus articulé hybride conforme à l'invention; - la Fig. 2 représente un mécanisme de transmission pouvant être utilisé dans l'autobus de la Fig. 1; - la Fig. 3 représente un autre mécanisme

de transmission pouvant être utilisé dans l'au-

tobus de la Fig. 1.

La Fig. 1 est une vue latérale schématique d'un autobus hybride conforme à l'invention. Cet

autobus comporte un élément avant 1, avec un es-

sieu avant directeur 2 et un essieu arrière non-

directeur 3. Par une liaison articulée, qui est indiquée schématiquement par un soufflet 4, un élément arrière 5 est relié à l'élément avant 1, cet élément arrière comportant à son tour un

essieu 6. Le sens de marche de cet autobus ar-

ticulé est indiqué par une flèche.

* A l'arrière de l'élément arrière 5 est dis-

posé un moteur à combustion interne 7 muni d'une boîte de vitesses ou d'une boîte de vitesses automatique. La sortie de cette boite de vitesses

est reliée à un mécanisme de transmission d'es-

sieu 8 qui, à son tour, est relié à l'essieu 6 de l'élément arrière 5. L'essieu 6 constitue

donc l'essieu moteur de l'autobus.

Un moteur électrique 9 est disposé dans l'élément avant 1, devant l'essieu arrière 3 de

cet élément. Ce moteur électrique est en liai-

son avec un mécanisme de transmission d'essieu

qui, à son tour, est en liaison avec l'es-

-10 sieu arrière 3 de l'élément avant 1 agissant

comme un essieu moteur.

Les deux mécanismes de transmission d'es-

sieu 8 et 10 sont reliés entre eux par une ligne

d'arbre de cardan 11 indiquée en trait mixte.

Le plancher 12 de la salle des passagers

de l'élément avant 1 est indiqué en trait inter-

rompu. Comme on peut le voir, le mécanisme de transmission d'essieu 10 et le moteur électrique 9 ainsi que l'arbre de cardan 11 sont disposés

au-dessous du plancher 12 de la salle des passa-

gers de l'élément avant 1.

La Fig. 2 représente schématiquement un mécanisme de transmission d'essieu. Ce mécanisme de transmission d'essieu comporte un carter de mécanisme 13 dont la paroi est traversée par les arbres suivants: un arbre d'entrée a, un arbre d'entrée ou de sortie b ainsi que deux bouts d'arbres qui forment l'essieu moteur avant 3 ainsi que l'essieu moteur arrière 6 de l'autobus

articulé de la Fig. 1.

Comme représenté, l'arbre a est monté à ro-

tation à une extrémité dans la paroi du carter de mécanisme 13, tandis que son autre extrémité,

située à l'intérieur, est tourillonnée à l'ex-

trémité d'un arbre 14 disposé suivant le même axe que l'arbre a. Les arbres a et 14 sont liés l'un à l'autre par un embrayage de couplage A qui, à l'état débrayé représenté en trait plein,

permet la rotation relative libre entre les ar-

bres a et 14. Par contre, à l'état embrayé re-

présenté en trait interrompu, l'embrayage A re-

lie les deux arbres a et 14 solidairement en rotation. L'arbre 14, qui sert d'appui par l'une de ses extrémités à l'extrémité de l'arbre a, s'étend dans un mécanisme différentiel 15, en traversant le premier engrenage d'entrée 16 de

ce différentiel. Cet arbre 14 est monté à rota-

tion dans le second engrenage d'entrée 17 du différentiel. Les deux engrenages coniques 18 tournants du différentiel 15 sont assembles

solidairement en rotation avec l'arbre 14.

L'engrenage conique d'entrée 17 du diffé-

rentiel 15 porte, suivant le même axe que

l'arbre 14, un arbre b traversant vers l'exté-

rieur la paroi du carter de mécanisme 13 et

étant monté à rotation dans cette paroi.

L'autre engrenage conique d'entrée 16 du différentiel 15 est monté sur un arbre creux 20 qui entoure l'arbre 14 et porte un engrenage de renvoi 19. En outre, une moitié d'un

embrayage de couplage B est disposée sur l'ex-

trémité de l'arbre creux 20 située à l'opposé

de l'engrenage conique d'entrée 16 du diffé-

rentiel 15. L'autre moitié de l'embrayage B est montée sur l'arbre 14. A l'état débrayé, représenté en trait plein, l'arbre creux 20 et l'arbre 14 peuvent tourner librement l'un par rapport à l'autre. Lorsque l'embrayage B

est à l'état embrayé représenté en trait in-

terrompu, l'arbre creux 20 et l'arbre 14 sont

assemblés solidairement en rotation.

L'engrenage de renvoi 19 est réalisé sous forme d'engrenage cylindrique etengrène avec un second engrenage cylindrique 21 qui est monté sur un arbre 22 s'étendant parallèlement à la ligne d'arbre a-14-b et reliant l'arbre d'entrée à un mécanisme différentiel 23 dont les deux sorties sont constituées par les bouts d'arbres 3, 6. Dans un parcours en courbe, le

différentiel 23 compense les vitesses de rota-

tion différentes de chacune des roues du véhi-

cule reliées aux bouts d'arbres 3, 6.

La Fig. 3 représente un autre mécanisme

de transmission qui comporte un carter de mé-

canisme 24 traversé par quatre arbres, à savoir un arbre d'entraînement ou arbre d'entrée C, un arbre de sortie b, ainsi que les deux bouts

d'arbre de l'essieu arrière 6.

Le mécanisme de transmission de la Fig. 3 comporte un arbre d'entrée C qui est monté à rotation d'un côté et de l'autre dans le carter de mécanisme 24. Cet arbre traverse la paroi du

carter vers l'extérieur par une extrémité.

Dans la zone de l'autre extrémité est dis-

posé un embrayage C assurant la liaison avec un engrenage de renvoi cylindrique 25 entourant

l'arbre c.

A l'état non embrayé indiqué en trait plein, l'embrayage C permet la rotation relative libre

entre l'arbre c et l'engrenage cylindrique 25.

Par contre, à l'état embrayé représenté en trait interrompu, l'embrayage C réalise une liaison

solidaire en rotation entre l'arbre c et l'en-

grenage cylindrique 25.

L'engrenage cylindrique 25 engrène avec un autre engrenage cylindrique de renvoi 26, de

préférence plus grand, qui est monté sur un ar-

bre 27 qui est en liaison avec l'entrée d'un mé-

canisme différentiel 28 dont les deux sorties

sont constituées par les bouts d'arbre de l'es-

sieu arrière 6 de l'élément arrière. Le diffé-

rentiel 28 a pour objet de compenser, dans un

parcours en courbe, la différence entre les vi-

tesses de rotation des roues reliées aux bouts

d'arbre 6.

Dans l'extrémité de l'arbre 27 située à

l'opposé du différentiel 28 est montée à rota-

tion l'une des extrémités d'un arbre d dont l'autre extrémité traverse la paroi du carter

24 et est montée à rotation dans cette paroi.

A l'état débrayé représente en trait plein, un embrayage D permet la rotation relative libre entre l'arbre 27 et l'arbre b. Par contre, à

l'état embrayé représenté en trait interrom-

pu, l'embrayage D réalise une liaison soli-

daire en rotation entre les arbres d et 27.

On va décrire deux formes de réalisation

dans la suite.

Forme de réalisation I Dans cette forme de réalisation, chacun des deux mécanismes de transmission d'essieu 8, 10 de l'autobus articulé hybride de la Fig.

1 est constitué d'un mécanisme du type repré-

senté sur la Fig. 2.

Ces mécanismes de transmission sont montés

de manière que leurs deux arbres b soient re-

liés par l'arbre de cardan 11, tandis que l'arbre a est relié au moteur électrique 9 ou au moteur à combustion interne 7 avec la boite

de vitesses correspondante.

Comme déjà mentionné précédemment, le mé-

canisme de transmission de la Fig. 2 comporte un renvoi constitué des engrenages cylindriques

19 et 21.

Le différentiel 15 sert à compenser les dif-

férences de vitesses de rotation entre les es-

sieux 3 et 6 de l'autobus de la Fig. 1.

Pendant les trajets de longue durée, au cours desquels le moteur à combustion interne 7 est en fonctionnement, tandis que le moteur

électrique 9 est coupé, l'embrayage A est dé-

brayé dans le mécanisme de transmission d'essieu avant 10 dont l'arbre a est en liaison avec le moteur électrique 9, tandis que l'embrayage B de ce mécanisme est embrayé. Par contre, dans le mécanisme de transmission d'essieu arrière 8, l'embrayage A, qui relie l'arbre a, lié moteur à combustion,interne 7, à l'arbre 14 est embrayé. Au contraire, l'embrayage B

est débrayé.

Pendant la marche dans les centres urbains

à forte concentration, lors de laquelle le mo-

teur électrique 9 est en fonctionnement, l'em-

brayage A est au contraire embrayé dans le mécanisme de transmission d'essieu avant 10,

tandis que l'embrayage B est débrayé. Par con-

tre, dans le mécanisme de transmission d'es-

sieu arrière 8, l'embrayage A est débrayés,

tandis que l'embrayage B est embrayé.

Au cours de la marche décrite ci-dessus avec le seul moteur à combustion interne 7, le

moteur électrique 9 est complètement désaccou-

plé. Cependant, si l'on envisage de le mettre en fonctionnement pour fournir du courant, on

embraye de plus l'embrayage A dans le méca-

nisme de transmission d'essieu avant 10.

Forme de réalisation II

Dans cette forme de réalisation, le méca-

nisme de transmission 10 associé à l'essieu moteur avant 3 est constitué par un mécanisme du type représenté sur la Fig. 2, tandis que

le mécanisme de transmission d'essieu 8 asso-

cié à lbssieu moteur 6 de l'élément arrière

est constitué par un mécanisme du type repré-

senté sur la Fig. 3 Lors de la marche en dehors des centres

urbains à forte concentration, au cours de la-

quelle on utilise le moteur à combustion in-

terne 7 en tant que seule commande motrice,

le moteur électrique 9 est en général à l'ar-

rêt.

Dans cette condition, dans lequel le mé-

canisme suivant la Fig. 2 constitue le méca-

nisme de transmission d'essieu 10, l'embrayage C est débrayé, tandis que l'embrayage A est débrayé et que l'embrayage B peut être débrayé

ou embrayé.

Lors de la marche dans les centres urbains à forte concentration, au cours de laquelle

seul le moteur électrique 9 est en fonctionne-

ment, tandis que le moteur à combustion interne 7 est coupé, l'embrayage C est embrayé et l'embrayage D est débrayé dans le mécanisme de transmission d'essieu 8, représenté sur la

Fig. 3 et associé à l'essieu arrière 6. Le mo-

teur à combustion interne 7 relié à l'arbre d

est donc désaccouplé du mécanisme de transmis-

sion d'essieu ayant la forme de réalisation

représentée sur la Fig. 3. Par contre, le dif-

férentiel 28 du mécanisme de transmission re-

présenté sur la fig. 3 est relié à l'arbre c

par l'intermédiaire du renvoi 25, 26, cet ar-

bre étant à son tour relié au mécanisme de transmission d'essieu avant 10 par l'arbre de

cardan 11.

Le mécanisme de transmission d'essieu avant

est constitué par un mécanisme du type re-

présenté sur la Fig. 2. Dans ce mécanisme,

l'embrayage A est embrayé,-tandis que 1l'em-

brayage B est débrayé. Le différentiel 15 as-

sure la compensation des différences des vi-

tesses de rotation entre l'essieu moteur avant

3 et l'essieu moteur arrière e.

Comme on peut le voir d'après ce qui pré-

cède, l'embrayage B n'est pas indispensable.

On en a cependant besoin si l'on doit pouvoir effectuer la chargedes batteries pendant la marche. Dans ce cas, le moteur à combustion interne 7 est en fonctionnement et tous les embrayages des mécanismes de transmission

suivant la fig. 2 et la Fig. 3 sont embrayés.

Les rapports de vitesses de rotation re-

présentés sur les dessins des renvois 19, 21

et 25, 26 des mécanismes de transmission sui-

vant la Fig. 2 et la Fig. 3 ne sont pas à

l'échelle. Dans la seconde forme de réalisa-

tion, ces renvois servent à compenser les dif-

férences de vitesses de rotation entre le mo-

teur électrique et le moteur à combustion in-

terne ou entre les sorties des boites de vi-

tesses correspondantes.

Claims

REVENDICATIONS

1. Véhicule hybride, de préférence autobus pour la circulation urbaine, avec un moteur à combustion interne de traction (7) et un moteur électrique de traction (9) dont la puissance est du même ordre de grandeur que celle du moteur à combustion interne et est de préférence égale à

celle-ci, ces deux moteurs pouvant, par l'inter-

médiaire d'un mécanisme de transmission, être reliés alternativement au même essieu moteur (6) du véhicule, caractérisé en ce que, de plus, un autre essieu (3) est agencé en tant qu'essieu moteur, et en ce que le moteur électrique (9)

peut aussi être relié à cet essieu par l'inter-

médiaire d'un autre mécanisme de transmission (10).

2. Véhicule selon la revendication 1, ca-

ractérisé en ce que les deux essieux moteurs (3, 6) sont reliés entre eux par un arbre de

cardan (11), et en ce qu'au moins l'un des mé-

canismes de transmission (8, 10) comporte un

différentiel (15) relié à ce mécanisme.

3. Véhicule selon la revendication 2, ca-

ractérisé en ce que le moteur électrique (9)

est disposé sur l'essieu moteur supplémen-

taire (3).

4. Véhicule selon la revendication 3, ca-

ractérisé en ce que le mécanisme de transmis-

sion (8, 10) de chacun des essieux moteurs (3, 6) comporte un embrayage de couplage (A, B, C, D)

pour séparer le moteur de traction (7, 9) asso-

cié à ce mécanisme.

5. Véhicule selon l'une quelconque des

revendications 2 à 4, caractérisé par un dispo-

sitif d'embrayage (D) pour débrayer l'arbre de

cardan (11) lorsque le moteur à combustion in-

terne (7) est couplé.

6. Véhicule selon l'une quelconque des

revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le

moteur électrique (9)-bst agencé pour fournir

du courant, et en ce que le dispositif pour éta-

blir et couper la liaison motrice du moteur à combustion interne (7) et du moteur électrique (9) est relié à un organe de manoeuvre des

freins de manière que lors du freinage de l'au-

tobus, les deux essieux moteurs (3, 6) soient

reliés au moteur électrique (9).

7. Autobus articulé selon l'une quelconque

des revendications 1 à 6, comportant au moins un

élément avant (1) à deux essieux (2, 3) relié à au moins un élément arrière (5), de préférence à

un seul essieu (6), un moteur à combustion in-

terne (7) étant disposé à l'arrière de cet élé-

ment arrière et étant en liaison d'entraînement avec l'essieu de l'élément arrière agencé en tant qu'essieu moteur (6), un moteur électrique (9) étant prévu en plus et pouvant être mis en circuit et embrayé en alternance avec le moteur à combustion interne (7), en tant que commande

motrice, caractérisé en ce que le moteur élec-

trique (9) est disposé devant l'ensemble d'es-

sieu arrière (3) de l'élément avant (1) et au-

dessous du plancher (12) du véhicule et étant relié à cet essieu par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission (10), et en ce que

ce mécanisme de transmission (10) est en liai-

son d'entraînement avec l'essieu moteur (6) de l'élément arrière (5), de préférence au moyen

d'un arbre de cardan (11).