FR2844225A1 - Boite transfert pour vehicules et procede pour repartir une force d'entrainement sur deux essieux - Google Patents

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Abstract

Une boite transfert 1 pour répartir une force d'entraînement sur un premier essieu 9 et un second essieu 8 d'un véhicule, est disposée entre le premier essieu 9 et le second essieu 8, et comprend un train planétaire 3 avec une roue planétaire ou centrale 4 (par exemple une roue solaire), une roue planétaire ou centrale 5 (par exemple une couronne), et un porte-satellites 6 avec plusieurs satellites 7, ainsi qu'une machine électrique 2 reliée à un élément 4, 5, 6 du train planétaire. La répartition de la force d'entraînement sur les deux essieux est effectuée selon l'invention, en commandant la machine électrique 2 pour engendrer un couple prescrit sur l'un des éléments du train planétaire 3, ce qui définit les couples des deux autres éléments du train planétaire reliés chacun respectivement à l'un des essieux.

Description

La présente invention concerne une boite transfert pour
répartir une force d'entraînement sur un premier essieu et un second essieu d'un véhicule. Par ailleurs, la présente invention concerne également un procédé pour répartir une force d'entraînement sur un premier et un 10 second essieu d'un véhicule.
En-dehors des véhicules à traction avant ou à propulsion arrière, on fabrique actuellement de plus en plus de véhicules dits à traction intégrale. Alors que la ligne 15 d'entraînement et de transmission des véhicules à traction avant ou à propulsion arrière se satisfait d'un moteur auquel succède une boite de vitesses ou une transmission, il est en outre prévu, dans le cas des véhicules à traction intégrale, une boite de 20 transmission dite boite transfert. La boite transfert a ici pour but de répartir la puissance totale engendrée par le moteur du véhicule, sur l'essieu avant et sur l'essieu arrière du véhicule. Usuellement, cette boite transfert assure une répartition définie de la force 25 d'entraînement sur les deux essieux. Pour permettre, en cas de perte de traction sur l'un des deux essieux, d'obtenir la traction sur l'autre essieu respectif, il est règle générale prévu un blocage de différentiel. Il peut être réalisé de manière passive en tant 30 qu'embrayage à friction ou viscocoupleur, ou bien également en tant qu'embrayage à disques multiples pouvant être commandé. Les boites transfert connues présentent toutefois l'inconvénient d'être d'une construction relativement complexe et de nécessiter un 35 mécanisme de commande compliqué ainsi qu'un espace
d'implantation important.
Le but de l'invention consiste à fournir une boite transfert qui soit d'une construction et d'une commande simple, ainsi qu'un procédé pour répartir la force d'entraînement à l'aide d'une telle boite transfert. La boite transfert conforme à l'invention pour répartir une force d'entraînement sur un premier essieu et un second essieu d'un véhicule est d'une construction très 10 simple et très compacte et peut être fabriquée de manière très économique, grâce aux particularités suivantes, à savoir que la boite transfert est disposée entre le premier essieu et le second essieu et comprend un train épicyclodal présentant deux roues planétaires 15 ou centrales et un porte-roues en révolution, avec au moins une roue, ainsi qu'une machine électrique, la machine électrique étant en liaison avec un élément du train épicyclodal, et l'un des deux autres éléments du train épicyclodal étant relié au premier essieu et 20 l'autre des deux éléments du train épicyclodal au second essieu, la répartition de la force d'entraînement sur le premier et second essieu étant effectuée par commande de la machine électrique. Conformément à l'invention, la boite transfert comprend donc un train 25 épicyclodal ainsi qu'une machine électrique. Le train épicyclodal est de préférence réalisé en tant que train planétaire et comprend deux roues planétaires ou centrales (par exemple une roue solaire ou centrale et une couronne) et un porte-satellites (porte-roues en 30 révolution) avec au moins un satellite. La machine électrique est reliée à un élément du train épicyclodal, c'est à dire dans le cas d'un train planétaire, par exemple à une roue solaire, une couronne ou un porte-satellites du train planétaire. La boite 35 transfert est disposée entre le premier essieu et le second essieu du véhicule. On réalise ainsi un couplage des deux essieux du véhicule ainsi que d'une machine électrique, à l'aide du train épicyclodal. Conformément à l'invention, le degré de couplage, c'est à dire la répartition de la force sur les deux essieux, de la 5 boite transfert entre le premier et le second essieu, est commandé au moyen de la machine électrique. En d'autres termes, le flux de puissance qui passe par le train épicyclodal est commandé à l'aide de la machine électrique. Conformément à l'invention, cela permet 10 ainsi une régulation simple de la répartition de la force entre les deux essieux entraînés ou essieux moteurs. Un avantage essentiel de la boite transfert conforme à l'invention réside ici dans le fait que de faibles puissances électriques pour commander la machine 15 électrique, sont déjà suffisantes pour commander un flux
de puissance élevé entre les deux essieux. Même dans le cas d'une puissance installée élevée du moteur du véhicule, il suffit d'une faible puissance dans la machine électrique pour commander la répartition de 20 puissance.
Le couple avec lequel est freiné le premier essieu et respectivement celui avec lequel est accéléré le second essieu, est directement proportionnel au couple appliqué 25 par la machine électrique. Pour des vitesses de rotation données, c'est à dire pour une vitesse de marche donnée du véhicule, le flux de puissance du premier essieu vers le second essieu et respectivement inversement, peut ainsi être commandé directement. 30 La présente invention exploite ainsi le fait suivant, à savoir que dans un train épicycloidal, il existe toujours une relation fixe des couples au niveau des éléments du train (par exemple dans le cas du train 35 planétaire, la roue solaire, la couronne et le portesatellites). Si l'un des couples est fixé, il en résulte, en raison du couplage dans un train épicyclodal, les couples des autres éléments respectifs. En commun avec les vitesses de rotation qui, en raison du couplage cinématique des éléments dans le 5 train épicyclodal, sont également dans un rapport fixe les unes par rapport aux autres, il en résulte, avec les couples, également les puissances qui circulent au niveau des éléments du train épicyclodal. Dans le cas de l'agencement conforme à l'invention, l'essieu avant 10 et l'essieu arrière du véhicule à traction intégrale
sont reliés par l'intermédiaire du train épicyclodal.
Le rapport des vitesses de rotation de l'essieu avant et arrière est toujours fixe parce que les deux essieux sont reliés par l'intermédiaire des roues et de la route 15 ou chaussée. Le rapport des vitesses de rotation de deux des trois éléments du train épicyclodal, qui sont reliés à l'essieu avant et respectivement à l'essieu arrière, est ainsi également fixé. La vitesse de rotation du troisième élément dépend ainsi également 20 directement de la vitesse de marche du véhicule. En d'autres termes, la vitesse de rotation du troisième élément est directement proportionnelle à la vitesse de marche du véhicule. Toutefois, il est possible de choisir librement le couple du troisième élément. 25 Conformément à l'invention, le couple du troisième élément est prescrit par la machine électrique. Grâce au libre choix du couple sur le troisième élément, il est toutefois possible, en outre, de fixer les couples au niveau des deux premiers éléments du train épicyclodal, 30 ce qui permet de commander le flux de puissance entre
les deux essieux du véhicule.
Le train épicyclodal est de préférence réalisé en tant que train planétaire avec deux roues centrales ou 35 planétaires et un portesatellites avec au moins un
satellite, ou bien en tant que différentiel.
Selon une autre variante d'agencement préférée de la présente invention, les éléments principaux du train planétaire couplés à l'essieu avant et à l'essieu 5 arrière, sont reliés aux essieux de manière telle, qu'ils tournent avec la même vitesse en raison du couplage des essieux par l'intermédiaire des roues et de la route. Dans ce cas, le train planétaire tourne en tant que bloc, de sorte que l'on évite ainsi des pertes 10 mécaniques de roulement dans le train ou la transmission. Selon une configuration préférée de la présente invention, la machine électrique est reliée à une roue 15 solaire ou centrale du train planétaire. La machine électrique prescrit ainsi le couple pour la roue solaire. Dans ce cas, l'essieu avant est de préférence relié à la couronne du train planétaire, et l'essieu arrière au porte-satellites. Selon une autre 20 caractéristique de l'invention, dans le cas d'un entraînement standard du véhicule, seul l'un des deux essieux du véhicule est entraîné. Ainsi, par exemple dans le cas d'un entraînement standard du véhicule par l'intermédiaire de l'essieu arrière, il est possible, 25 dans le cas d'un tel agencement, à l'aide de petits couples sur la roue solaire, de prélever un grand couple sur l'essieu arrière du véhicule et de le répartir sur l'essieu avant. Dans le cas de cet agencement, de la puissance est prélevée sur l'essieu arrière en freinant 30 la roue solaire par la machine électrique. Une partie de la puissance est alors certes absorbée par la machine électrique, mais la plus grande partie de la puissance prélevée sur l'essieu arrière est toutefois dirigée vers l'essieu avant par l'intermédiaire du train 35 planétaire. Pour maintenir les pertes à un niveau le plus faible possible, dans le cas de cet agencement, la puissance prélevée par le freinage de la roue solaire, peut être convertie par la machine électrique en énergie électrique et par exemple être stockée dans une batterie, ou être transférée à des éléments consommateurs d'électricité du véhicule. Il est à noter que les éléments cités plus haut, c'est à dire les éléments du train planétaire, ainsi que les deux essieux et la machine électrique, peuvent également 10 être combinés mutuellement de manière différente. Cela est notamment rationnel lorsque par exemple l'entraînement principal du véhicule ne s'effectue pas par l'intermédiaire de l'essieu arrière, mais par l'intermédiaire de l'essieu avant. 15
Pour augmenter le rapport de transmission d'état du train planétaire, un autre mode de construction est également possible. Il est notamment possible de combiner deux couronnes ou deux roues solaires avec un 20 porte-satellites et des satellites étagés.
La boite transfert comprend de préférence un dispositif de commande, qui lors de l'apparition de situations d'entraînement prédéterminées, notamment un patinage ou 25 un blocage ou une accélération trop importante du véhicule sur l'une ou les deux roues motrices du véhicule, commande une répartition de la force d'entraînement de l'essieu moteur ou essieu entraîné vers le second essieu, c'est à dire effectue une 30 répartition de la force d'entraînement entre les deux
essieux du véhicule en comandant la machine électrique.
Selon une configuration avantageuse de l'invention, ladite situation d'entraînement prédéterminée est, comme on l'a déjà évoqué, une accélération élevée et/ou un 35 patinage de l'une au moins des roues du véhicule et/ou
un blocage de l'une au moins des roues du véhicule.
En vue de réaliser un mode de construction le plus compact possible, le train planétaire est de préférence relié directement à un arbre de sortie d'entraînement 5 d'une boite de vitesses du véhicule. Il est à noter
qu'il est naturellement possible que sur l'arbre de sortie d'entraînement de la boite de vitesses du véhicule soit placée une denture supplémentaire qui est utilisée pour assurer la liaison avec le train 10 planétaire.
La boite de vitesses du véhicule est de préférence réalisée en tant que boite de vitesses à changement manuel, ou boite automatique, ou bien encore en tant que 15 boite du type CVT (à convertisseur de couple).
la détermination de la situation d'entraînement pour débuter la répartition de la force d'entraînement est de préférence effectuée à l'aide de données en provenance 20 d'un système électronique de stabilisation ("ESP") et/ou d'un système anti-blocage ("ABS") et/ou d'une régulation anti-patinage ("ASR"), données qui sont transmises au
dispositif de commande de la boite transfert.
Pour permettre une récupération à l'aide de la machine électrique, il est de préférence prévu, dans le cas d'un entraînement de l'essieu arrière, de disposer entre le porte-satellites et l'essieu arrière, un élément de commande supplémentaire pour relier le porte-satellites 30 à la roue solaire ou centrale et interrompre une liaison à l'essieu arrière. La machine électrique est ainsi couplée directement à l'essieu avant, de sorte que la puissance de générateur de la machine électrique peut être utilisée entièrement pour la récupération. 35 Comme la boite transfert est isolée de l'essieu arrière, il ne se produit pas de rétroaction sur l'essieu arrière, ce qui a un effet positif sur la stabilité de marche. Par ailleurs, l'agencement cité plus haut peut également être utilisé pour un complément (amplification) de l'entraînement ou pour un entraînement électrique auxiliaire du véhicule. Comme la machine électrique et l'essieu avant sont couplés de manière fixe dans un état de commande, le flux de puissance peut être commandé de manière quelconque dans 10 ce cas. La puissance de l'entraînement principal du véhicule est ici exclusivement fournie à l'essieu arrière. Par ailleurs, à l'aide de l'agencement cité plus haut, il est possible de supprimer une marche arrière mécanique dans la boite de vitesses du véhicule, 15 parce qu'il est possible, au moyen de la machine électrique qui entraîne exclusivement l'essieu avant, de
rouler en marche arrière par voie électrique.
Selon une autre configuration préférée de la présente 20 invention, la machine électrique peut être utilisée pour démarrer le moteur à combustion interne du véhicule. A cet effet, un élément de commande supplémentaire est disposé entre le train planétaire et l'arbre de sortie d'entraînement de la boite de vitesses, pour permettre 25 une liaison du train planétaire à un entraînement de véhicule par l'intermédiaire de l'arbre d'entrée de la boite de vitesses du véhicule, et interrompre une liaison du train planétaire à l'arbre de sortie d'entraînement de la boite de vitesses du véhicule. 30 Ainsi, il est prévu dans la boite de vitesses du véhicule, un élément de commande supplémentaire, que l'on ouvre pour effectuer un démarrage du moteur, de manière à séparer ou isoler la boite transfert de l'arbre d'entraînement de la boite de vitesses du 35 véhicule. Simultanément, on ferme l'embrayage ou l'accouplement de commande d'un rapport de boite relié à la boite transfert et l'embrayage principal du véhicule, de sorte que l'on établit une liaison entre la machine électrique et un arbre d'entrée de la boite de vitesses du véhicule et ainsi avec le moteur. Pour démarrer le 5 moteur, l'essieu avant peut par exemple être maintenu bloqué par un frein de service du véhicule, de sorte que le train planétaire est en mesure de transmettre un couple. Dans ce cas, il est possible, en mettant à profit la démultiplication du train planétaire, de 10 démarrer le moteur même avec de faibles couples. Le couplage de la machine électrique et respectivement du train planétaire à l'arbre d'entrée de boite de vitesses peut ici se faire par l'intermédiaire d'un rapport de boite quelconque de la boite de vitesses du véhicule. 15 Cette variante d'agencement selon l'invention est également adaptée à faire fonctionner une installation de climatisation, à l'arrêt du véhicule. A cet effet, il suffit simplement d'ouvrir l'embrayage principal du véhicule, de sorte que la liaison au moteur du véhicule 20 est interrompue, et que la machine électrique est alors
en mesure d'entraîner, à la place du moteur du véhicule, un compresseur de climatisation de l'installation de climatisation. A cet effet, le compresseur de climatisation doit simplement être relié à l'arbre 25 intermédiaire de la boite de vitesses du véhicule.
En ce qui concerne le procédé conforme à l'invention, pour répartir une force d'entraînement sur un premier et un second essieu d'un véhicule, la répartition est 30 simplement effectuée en commandant une machine électrique qui est reliée à un train épicycloidal disposé entre le premier et le second essieu, et qui prescrit un couple pour un élément du train épicyclodal. Les couples des autres éléments du train 35 épicyclodal sont également prescrits ou prédéterminés, de sorte que peut se faire la répartition, conforme à l'invention, de la force d'entraînement, sur les deux essieux. Le train épicyclodal est de préférence un train planétaire, ce qui fait qu'un couple est prescrit pour un élément (roue solaire ou centrale, couronne, 5 porte-satellites) du train planétaire, ce qui prédétermine les couples sur les deux autres éléments du
train planétaire.
Conformément à l'invention, la répartition de la force 10 d'entraînement sur les deux essieux du véhicule est
effectuée en se basant sur un souhait de freinage du conducteur, ou un souhait du conducteur pour une puissance de traction maximale, ou bien sur la constatation d'une perte de traction, par un contrôle de 15 la traction.
De préférence, on fait fonctionner la machine électrique en tant que générateur du véhicule, de sorte qu'il est possible de renoncer à un alternateur usuel dans les 20 véhicules. Par ailleurs, la machine électrique peut être utilisée en tant que récupérateur pour récupérer de l'énergie de freinage. En outre, il s'avère avantageux selon l'invention, de faire fonctionner la machine électrique en tant moteur électrique. Dans ce cas, la 25 machine électrique peut également être utilisée avantageusement en tant qu'entraînement électrique du véhicule, en permettant ainsi par exemple un entraînement hybride, ou bien il est possible d'utiliser la machine électrique en tant que complément 30 d'entraînement (amplification), ou bien encore, la machine électrique peut être utilisée pour effectuer une marche arrière électrique du véhicule. Par ailleurs, il s'avère également intéressant d'utiliser la machine électrique à l'arrêt du véhicule, pour faire fonctionner 35 un compresseur destiné à une installation de climatisation. Par ailleurs, il est possible de faire Il fonctionner la machine électrique de manière à pouvoir l'utiliser pour un démarrage d'un moteur à combustion interne du véhicule, de sorte qu'il est possible de supprimer dans les véhicules, le démarreur usuel pour le moteur à combustion interne. Il apparaît certes selon l'invention, lors de la répartition d'une force d'entraînement d'un premier essieu sur un second essieu, des pertes d'énergie en 10 raison de l'utilisation de la machine électrique, mais celles-ci sont d'une part relativement faibles, parce que la machine électrique tourne relativement lentement, et d'autre part il est possible de faire fonctionner la machine électrique en tant que générateur et de stocker 15 l'énergie électrique ainsi engendrée, par exemple dans une batterie. Il est ainsi malgré tout possible
d'obtenir un bilan énergétique positif.
L'entraînement principal du véhicule doit toutefois 20 fournir la somme de la puissance au niveau des deux essieux, ainsi que la puissance prélevée par la machine électrique. Conformément à l'invention, on indique également un 25 procédé pour récupérer de l'énergie de freinage à l'aide d'une boite transfert du type de celle décrite plus haut, qui est caractérisé en ce que l'on fait fonctionner la machine électrique en tant que générateur, en ce que l'on interrompt la liaison de la 30 boite transfert à l'essieu arrière et en ce que l'on
bloque le train épicycloidal ou train planétaire.
Par ailleurs, la présente invention indique un procédé pour démarrer un moteur à combustion interne à l'aide 35 d'une boite transfert du type de celle décrite plus haut. Dans ce cas, on fait fonctionner la machine électrique en tant que moteur, on ouvre la liaison du train épicyclodal ou train planétaire à l'arbre de sortie d'entraînement principal du véhicule, et on bloque le train épicycloidal ou train planétaire, ou on freine l'arbre de sortie d'entraînement secondaire. Dans la suite, des exemples de réalisation préférés de l'invention vont être décrits en se référant aux dessins annexés, qui montrent Fig. 1 une vue schématique d'un agencement d'une boite transfert conforme à l'invention, sur une boite de vitesses de véhicule, Fig. 2 une vue schématique de la boite transfert conforme à l'invention, Fig. 3 une vue schématique d'une seconde possibilité d'agencement de la boite transfert conforme à l'invention, Fig. 4 une vue schématique d'une troisième possibilité d'agencement de la boite transfert conforme à l'invention, et Fig. 5 une vue schématique d'une quatrième possibilité d'agencement de la boite
transfert conforme à l'invention.
Fig. 5a une utilisation de la boite transfert montrée sur la figure 5, pour une
climatisation à l'arrêt.
Dans la suite, va être décrite au regard des figures 1 30 et 2, une boite transfert selon un premier exemple de réalisation, en combinaison avec une boite de vitesses
de véhicule.
Dans un premier temps, on va expliciter en se référant à 35 la figure 2, le mode de construction de principe de la boite transfert 1 conforme à l'invention, ainsi que l'agencement de la boite transfert 1 dans la ligne de transmission d'entraînement du véhicule. Comme le laisse entrevoir la figure 2, la boite transfert 1 est essentiellement constituée d'un train planétaire 3 ainsi 5 que d'une machine électrique (EM) 2. Le train planétaire comprend une roue solaire ou centrale 4, une couronne 5 et plusieurs satellites 7, qui sont disposés sur un porte-satellites 6. Comme le laisse entrevoir la figure 2, la machine électrique 2 est reliée à la roue solaire 10 4. La couronne 5 est reliée à un axe avant (V) 8. Le porte-satellites 6 est relié à un essieu arrière (H) 9, par l'intermédiaire d'une boite de vitesses de véhicule 12 uniquement indiquée de manière schématique sur la figure 2. Le véhicule comporte un entraînement de 15 véhicule 10 qui peut par exemple être réalisé sous la forme d'un moteur à combustion interne usuel, sous la forme d'un entraînement hybride ou sous la forme d'un entraînement à cellules combustibles. Dans le présent exemple de réalisation, on utilise en guise 20 d'entraînement de véhicule 10, un moteur à combustion interne. L'entraînement 10 du véhicule est relié à l'essieu arrière 9 par l'intermédiaire d'un arbre d'entrée 17, la 25 boite de vitesses 12 du véhicule et un arbre de sortie
d'entraînement 18, de sorte qu'en mode standard, il est prévu un entraînement du type propulsion par les roues arrière. Conformément à l'invention, le train planétaire 3 réalise ainsi le couplage réciproque de l'essieu avant 30 8, de l'essieu arrière 9 et de la machine électrique 2.
Comme dans le train planétaire 3, il existe toujours une relation fixe entre les couples au niveau des éléments roue solaire ou centrale 4, couronne 5 et portesatellites 6, il est possible en fixant le couple de 35 l'un des éléments, de déterminer les couples des autres éléments respectifs. Comme en raison du couplage cinématique des éléments du train planétaire 3, les vitesses de rotation se trouvent également dans un rapport fixe les unes par rapport aux autres, on obtient également avec les couples des éléments du train 5 planétaire 3, les puissances qui circulent au niveau de
ces éléments. Il est ainsi possible, selon l'invention, en prescrivant le couple pour la roue solaire 4 à l'aide de la machine électrique 2, de définir la répartition de puissance entre l'essieu avant 8 couplé à la couronne 5 10 et l'essieu arrière 9 couplé au porte-satellites 6.
Lorsque les deux arbres 6 (18), 19, qui relient la boite transfert aux essieux 8 et respectivement 9 du véhicule, tournent à la même vitesse, le train planétaire 3 tourne en tant que bloc et n'occasionne à cet effet aucune 15 perte de rendement. La vitesse de rotation de l'arbre 6 (portesatellites) est couplée de manière fixe à la vitesse de rotation de l'arbre 18, par l'intermédiaire
de la boite de vitesses 12 du véhicule.
L'agencement montré sur les figures 1 et 2, dans lequel la couronne 5 est reliée à l'essieu avant 8, le portesatellites 6 à l'essieu arrière 9 et la roue solaire 4 à la machine électrique 2, est particulièrement favorable, parce que dans le cas de cet agencement, il est possible 25 de prélever sur l'essieu arrière 9 du véhicule, des couples élevés, à l'aide de petits couples sur l'élément pouvant être commandé 2 (machine électrique). Si dans cet agencement, la roue solaire 4 est freinée par la machine électrique 2, on prélève de la puissance sur 30 l'essieu arrière. Une partie de cette puissance peut être convertie en énergie électrique et par exemple être stockée dans une batterie. La plus grande partie de la puissance prélevée sur l'essieu arrière 9 est toutefois transférée par le train planétaire 3, sur l'essieu avant 35 8. La force d'entraînement peut ainsi, par commande de la machine électrique 2, être répartie entre l'essieu
arrière 9 et l'essieu avant 8, en réalisant ainsi une traction intégrale pour le véhicule. Conformément à l'invention, de faibles puissances électriques sont déjà suffisantes pour commander un flux de puissance 5 important de l'essieu arrière 9 vers l'essieu avant 8.
La répartition de puissance décrite plus haut est effectuée de manière particulièrement préférée, lors de l'apparition de zones limites dans le comportement de marche du véhicule, tel que notamment lors d'une 10 accélération élevée, ainsi que dans le cas d'une mauvaise adhérence des roues sur le sol. Dans ce cas la
machine électrique 2 fonctionne en générateur.
Sur la figure 1, la boite de vitesses 12 du véhicule est 15 réalisée en tant que boite à sept rapports, qui comprend six rapports ou vitesses de marche avant I à VI, ainsi qu'un rapport de marche arrière R. Dans ce cas, sont prévus de manière connue, plusieurs éléments de commande 13, 14, 15 et 16, pour enclencher les différents 20 rapports en fonction des souhaits. Il est à noter qu'à la place de la boite de vitesses à changement de vitesses manuel, il est également possible d'utiliser une boite automatique ou une boite à convertisseur de couple du type CVT. Dans l'exemple de réalisation montré 25 sur la figure 1, le portesatellites 6 est relié à l'arbre de sortie d'entraînement 18 de la boite de vitesses, par l'intermédiaire d'une roue dentée supplémentaire 20 et des roues dentées du troisième rapport de boite. Il est possible de mettre en oeuvre un 30 type de boite de vitesses quelconque, par exemple une boite de vitesses pour une implantation transversale avant ou pour une implantation longitudinale avant. Par ailleurs, il est prévu un embrayage il entre la boite de vitesses 12 et l'entraînement 10 du véhicule. 35 Par ailleurs, il est possible, avec l'agencement montré sur la figure 1, dans le cas d'un fonctionnement en marche normale du véhicule, de faire fonctionner la machine électrique 2 en tant que générateur pour le véhicule. La machine électrique 2 est ainsi en mesure de 5 fournir la puissance électrique nécessaire pour l'alimentation du réseau de bord. Il est ainsi possible de renoncer à un alternateur utilisé usuellement dans le véhicule. En outre il est possible, à l'aide de la première
variante d'agencement représentée, de réaliser une récupération. Dans le cas d'un freinage, l'entraînement de véhicule 10 ne fournit pas de puissance de traction.
Toutefois, il est également possible de faire 15 fonctionner la boite transfert 1 pouvant être commandée électriquement, en tant que générateur et de prélever ainsi de l'énergie de la ligne de transmission d'entraînement. Cette énergie peut par exemple être stockée dans une batterie. Dans ce mode de 20 fonctionnement, l'essieu arrière 9 est certes freiné, mais l'essieu avant 8 est entraîné. L'essieu arrière est certesfreiné plus fort que l'essieu avant n'est entraîné, de sorte qu'il n'est pas possible de dériver un flux de puissance vers une batterie. Malgré cela, une 25 grande partie de la puissance circule en circuit par la boite transfert 1, les roues et la route, ce qui engendre une puissance perdue élevée. De plus, un entraînement de l'essieu avant peut être critique pour la dynamique de marche en cas de freinage. Ce problème 30 peut toutefois être résolu par le fait qu'entre la boite transfert 1 et l'essieu avant 8, on prévoit un élément d'accouplement supplémentaire, qui sépare l'essieu avant 8 et la boite transfert 1 dans le cas de la récupération. Ici, il serait par exemple possible, dans 35 le cas d'un véhicule du type hybride, de prévoir à la place de la liaison à l'essieu avant 8, une liaison au moteur électrique, en permettant ainsi de récupérer de
l'énergie supplémentaire lors du freinage.
Par ailleurs, il est possible, dans le cas de 5 l'agencement montré sur la figure 1, d'effectuer une amplification de l'entraînement pour lequel la machine électrique 2 est utilisée sous forme de moteur. Dans ce cas, la machine électrique 2 fournit à la ligne de transmission d'entraînement, de l'énergie supplémentaire 10 et augmente ainsi la puissance pour la marche du
véhicule. En outre, il est possible à l'aide de cette variante, de réaliser une marche électrique du véhicule.
Cela peut notamment être le cas lorsque l'on souhaite des puissances de marche très faibles. Il serait par 15 exemple possible de cette manière, de se garer par voie électrique, ou d'avancer dans les bouchons, sans être obligé de rendre actif l'entraînement principal 10 du véhicule. On effectue ainsi, conformément à l'invention, une répartition d'une force d'entraînement d'un essieu sur un autre essieu, au moyen du train planétaire 3 pouvant être commandé par voie électrique. Bien que dans les exemples de réalisation, l'essieu arrière était prévu en 25 tant qu'essieu moteur standard, il est naturellement également possible de prévoir que ce soit l'essieu avant qui soit l'essieu moteur standard. De même, la répartition de puissance n'est pas obligatoirement à réaliser uniquement lors de l'apparition de situations 30 limites, mais peut se faire en permanence selon un degré prédéterminé, ou bien se faire par des demandes
prédéterminées du conducteur.
Dans la suite, on va décrire en se référant à la figure 35 3, une boite transfert conforme à l'invention, selon une seconde variante d'agencement. Des pièces identiques ou de fonction identique sont désignées avec les mêmes
repères que dans le premier exemple de réalisation.
La variante d'agencement du second exemple de 5 réalisation correspond sensiblement à celle du premier exemple de réalisation. A la différence du premier exemple de réalisation, la boite transfert 1 est toutefois reliée à l'arbre de sortie d'entraînement 18 de la boite de vitesses 12 du véhicule, par 10 l'intermédiaire du quatrième rapport. Pour le reste, le
second exemple de réalisation correspond au premier exemple de réalisation, de sorte que l'on pourra se référer à la description de ce dernier, qui en a été
faite. Il est à noter qu'à la place d'un couplage de la boite transfert 1 conforme à l'invention par l'intermédiaire d'une denture de la boite de vitesses 12 du véhicule, il est naturellement également possible de prévoir une 20 denture d'accouplement propre sur l'arbre de sortie
d'entraînement 18 de la boite de vitesses 12 du véhicule. Cela augmente par contre l'encombrement. De ce fait, il est souhaitable d'utiliser les roues dentées de la boite de vitesses 12 du véhicule pour le couplage, en 25 vue de réduire l'encombrement.
Sur la figure 4, est représentée une troisième variante d'agencement d'une boite transfert 1 conforme à l'invention. Des pièces identiques ou de fonction 30 identique sont à nouveau désignées par les mêmes repères que ceux utilisés dans le premier exemple de réalisation. Comme le montre la figure 4, il est prévu un élément de 35 commande supplémentaire 21 entre la machine électrique 2 et le train planétaire 3. Dans une position initiale de l'élément de commande supplémentaire 21, dans laquelle la roue dentée de couplage 20 est reliée au portesatellites 6, l'agencement est identique à l'agencement montré sur la figure 1. Dans une seconde position de 5 commande de l'élément de commande supplémentaire 21, le porte-satellites 6 est relié à la roue solaire ou roue centrale 4 du train planétaire 3. Simultanément on interrompt la liaison à l'essieu arrière 9. Ainsi, la machine électrique 2 est directement accouplée à 10 l'essieu avant 8. La puissance de générateur de la machine électrique peut ainsi être totalement utilisée pour la récupération. Il ne se produit pas de rétroaction sur l'essieu arrière 9, ce qui a un effet positif sur la stabilité de marche. En supplément, cette 15 position de commande peut également être utilisée pour
un complément d'entraînement (amplification) ou pour un entraînement électrique supplémentaire du véhicule.
Comme la machine électrique 2 et l'essieu avant 8 sont couplés mutuellement de manière fixe, le flux de 20 puissance peut ainsi être commandé de manière quelconque. Dans le cas d'une puissance de batterie suffisante, la marche arrière mécanique dans la boite de vitesses 12 du véhicule peut également être supprimée, parce qu'il est alors également possible de circuler en 25 marche arrière, par voie électrique. Dans ce cas, la configuration pour laquelle les arbres 6 et 19 vers l'essieu avant et respectivement arrière tournent à la même vitesse s'avère particulièrement avantageuse. Dans ce cas il ne se produit pas, lors de l'actionnement de 30 l'élément de commande 21, de saut de vitesse de rotation au niveau de la machine électrique 2. L'élément de commande peut ainsi être actionné à tout moment, de
façon non synchronisée, et malgré tout sans à-coups.
Sur la figure 5 est représentée une quatrième variante d'agencement de la boite transfert conforme à l'invention. Des pièces identiques ou de fonction identique sont à nouveau désignées par les mêmes repères
que dans les exemples de réalisation précédents.
Comme le montre la figure 5, il est prévu un autre élément de commande supplémentaire 22. Dans le cas de cet exemple d'agencement, en fonctionnement normal, la roue d'arbre de sortie d'entraînement du quatrième rapport IV est reliée de manière fixe à l'arbre de 10 sortie d'entraînement 18 par l'intermédiaire de l'élément de commande 22. Ainsi, en fonctionnement normal, cet agencement se comporte comme l'agencement montré sur la figure 1 ou celui de la figure 4. En prévoyant l'élément de commande supplémentaire 22, la 15 variante d'agencement montrée sur la figure 5 peut toutefois également être utilisée pour le démarrage du moteur. Pour le démarrage du moteur, on ouvre l'élément de commande 22 de sorte que la boite transfert 1 est séparée ou isolée de l'arbre de sortie d'entraînement 18 20 de la boite de vitesses 12 du véhicule. En supplément, on ferme l'accouplement ou l'embrayage de commande du quatrième rapport de boite IV ainsi que l'embrayage principal 11, de sorte que l'on établit ainsi une liaison entre la boite transfert 1 et un arbre d'entrée 25 de boite de vitesses et ainsi avec le moteur 10 du véhicule. Pour démarrer le moteur du véhicule, l'essieu avant 8 est par exemple bloqué à l'aide d'un frein de service du véhicule, de sorte que le train planétaire 3 peut transmettre un couple. En mettant à profit la 30 démultiplication du train planétaire 3, il est ainsi également possible de démarrer le moteur 10 du véhicule, à l'aide de couples faibles. Il est à noter qu'il est naturellement possible de réaliser un couplage par l'intermédiaire d'un autre des rapports de la boite de 35 vitesses 12 du véhicule. L'accouplement ou embrayage 21
n'est pas nécessaire pour ce mode de fonctionnement.
Pour démarrer le moteur à combustion interne du véhicule au moyen de la machine électrique 2, il suffit donc simplement de séparer la boite transfert 1 de l'essieu 5 arrière 9. On doit toutefois conserver une liaison à
l'arbre d'entrée de boite de vitesses.
La variante d'agencement montrée sur la figure 5 peut par ailleurs également être utilisée pour une 10 climatisation à l'arrêt. Si un compresseur de climatisation (KK) 23 est relié mécaniquement à l'arbre intermédiaire de la boite de vitesses 12 du véhicule (voir figure Sa), la variante adaptée au démarrage du moteur permet également une climatisation à l'arrêt. A 15 cet effet, il suffit simplement d'ouvrir l'embrayage principal 11. La machine électrique 2 peut alors entraîner, à la place du moteur du véhicule, le compresseur de climatisation de l'installation de climatisation. En résumé, la présente invention concerne ainsi une boite transfert pour répartir une force d'entraînement sur un premier essieu 9 et un second essieu 8 d'un véhicule. La boite transfert 1 est disposée entre le 25 premier essieu 9 et le second essieu 8. La boite transfert 1 comprend un train planétaire 3 avec une roue planétaire ou centrale 4 (par exemple une roue solaire), une roue planétaire ou centrale 5 (par exemple une couronne), et un porte- satellites 6 avec plusieurs 30 satellites 7, ainsi qu'une machine électrique 2. La machine électrique 2 est reliée à un élément 4, 5, 6 du train planétaire 3. La répartition de la force d'entraînement sur les deux essieux 8, 9 est effectuée selon l'invention, en commandant la machine électrique 2 35 pour engendrer un couple prescrit sur l'un des éléments du train planétaire 3, ce qui définit les couples des deux autres éléments du train planétaire, qui sont
reliés chacun respectivement à l'un des essieux.
La description précédente des exemples de réalisation 5 selon la présente invention, sert uniquement à des fins
d'illustration et non à la limitation de l'invention.
Différentes variantes et modifications sont possibles dans le cadre de l'invention, sans pour autant s'éloigner du domaine de l'invention ou de ses 10 équivalents.

Claims (18)

REVENDICATIONS
1. Boite transfert pour répartir une force d'entraînement sur un premier essieu (9) et un second essieu (8) d'un véhicule, caractérisée en ce que la 5 boite transfert est disposée entre le premier essieu (9) et le second essieu (8) et comprend un train épicyclodal (3) présentant deux roues planétaires ou centrales (4, 5) et un porte-roues (6) en révolution avec au moins une roue (7), ainsi qu'une machine 10 électrique (2), la machine électrique (2) étant en liaison avec un élément (4, 5, 6) du train épicyclodal (3), et l'un des deux autres éléments du train épicyclodal (3) étant relié au premier essieu (9) et l'autre des deux éléments du train épicyclodal au 15 second essieu (8), la répartition de la force d'entraînement sur le premier et second essieu (8, 9) étant effectuée par commande de la machine électrique (2).
2. Boite transfert selon la revendication 1, caractérisée en ce que le train épicycloidal (3) est un train planétaire avec deux roues centrales ou planétaires (4, 5) et un porte-satellites (6) avec au
moins un satellite (7).
3. Boite transfert selon la revendication 2, caractérisée en ce que la machine électrique (2) est en liaison avec une roue solaire ou centrale (4) du train
planétaire (3).
4. Boite transfert selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'une couronne (5) du train planétaire est en liaison avec l'essieu avant (8), et le porte-satellites (6) est en liaison avec l'essieu
arrière (9).
5. Boite transfert selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par un dispositif de commande, qui, lors de 5 l'apparition d'une situation d'entraînement
prédéterminée du véhicule, effectue une répartition de la force d'entraînement entre les deux essieux (8, 9) du
véhicule en comandant la machine électrique (2).
6. Boite transfert selon la revendication 5, caractérisée en ce que ladite situation d'entraînement prédéterminée est une accélération élevée et/ou un patinage de l'une au moins des roues du véhicule et/ou
un blocage de l'une au moins des roues du véhicule.
7. Boite transfert selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que dans le cas d'un entraînement standard du véhicule, seul l'un des deux essieux du
véhicule est entraîné.
8. Boite transfert selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisée en ce que le train planétaire (3) est relié directement à un arbre de sortie d'entraînement (18) d'une boite de vitesses (12) du véhicule, ou bien en ce 25 que sur l'arbre de sortie d'entraînement (18) de la
boite de vitesses du véhicule est placée une denture supplémentaire pour assurer la liaison avec le train
planétaire (3).
9. Boite transfert selon l'une des revendications 1 à 8,
caractérisée en ce que la boite de vitesses du véhicule est une boite de vitesses à changement manuel, ou une boite automatique, ou bien encore une boite du type CVT
(à convertisseur de couple).
10. Boite transfert selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisée en ce que la détermination de la situation d'entraînement pour débuter la répartition de la force d'entraînement est effectuée à l'aide de 5 données en provenance d'un système électronique de
stabilisation et/ou d'un système anti-blocage et/ou
d'une régulation anti-patinage.
11. Boite transfert selon l'une des revendications 2 à 10 10, caractérisée en ce qu'entre le porte-satellites (6)
et l'essieu arrière (9) est disposé un élément de commande supplémentaire (21) pour relier le portesatellites (6) à la roue solaire ou centrale (4) et interrompre une liaison à l'essieu arrière (9)
12. Boite transfert selon l'une des revendications 2 à 11, caractérisée en ce qu'un élément de commande supplémentaire (22) est disposé entre le train planétaire (3) et l'arbre de sortie d'entraînement (18) 20 de la boite de vitesses, pour permettre une liaison du
train planétaire (3) à un entraînement de véhicule (10) par l'intermédiaire de l'arbre d'entrée (17) de la boite de vitesses du véhicule, et interrompre une liaison du train planétaire (3) à l'arbre de sortie d'entraînement 25 (18) de la boite de vitesses du véhicule.
13. Procédé pour répartir une force d'entraînement sur un premier et un second essieu (8, 9) d'un véhicule, caractérisé en ce que la répartition est effectuée en 30 commandant une machine électrique (2) qui est reliée à un train épicyclodal (3) disposé entre le premier et le second essieu (8, 9), et qui prescrit un couple pour un
élément (4, 5, 6) du train épicycloidal (3).
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'on fait fonctionner la machine électrique (2) en
tant que générateur.
15. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'on fait fonctionner la machine électrique (2) en tant que moteur électrique.
16. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que la répartition de la force d'entraînement sur les deux essieux du véhicule est effectuée en se basant sur 10 un souhait de freinage du conducteur, ou un souhait du conducteur pour une puissance de traction maximale, ou bien sur la constatation d'une perte de traction, par un
contrôle de la traction.
17. Procédé pour récupérer de l'énergie de freinage à
l'aide d'une boite transfert selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'on fait fonctionner la machine électrique (2) en tant que générateur, en ce que l'on interrompt la liaison de la 20 boite transfert à l'essieu arrière et en ce que l'on
bloque le train épicyclodal (3).
18. Procédé pour démarrer un moteur à combustion interne à l'aide d'une boite transfert selon l'une des 25 revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'on fait
fonctionner la machine électrique (2) en tant que moteur, en ce que l'on ouvre la liaison du train épicycloîdal (3) à l'arbre de sortie d'entraînement principal du véhicule, et en ce que l'on bloque le train 30 épicyclodal ou l'on freine l'arbre se sortie
d'entraînement secondaire.
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