FR2875184A1 - Hybrid drive device for e.g. hybrid propulsion motor vehicle, has reversible rotating electrical machine integrally housed in rim of wheel and steering knuckle that concentrically traverses electrical machine - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un dispositif motopropulseur notammentThe present invention relates to a powertrain device in particular
hybride pour véhicule automobile.hybrid for a motor vehicle.
Un tel dispositif motopropulseur associe un moteur thermique du type diesel ou à essence à une machine électrique tournante réversible de manière à permettre notamment l'entraînement du véhicule par le moteur thermique pour de longues distances à vitesse relativement élevée ou par la machine électrique tournante pour des déplacements de courtes distances à basse vitesse, notamment en ville, afin de diminuer la pollution générée par le moteur thermique. Such a powertrain device combines a diesel or gasoline type of heat engine with a reversible rotary electric machine so as to allow in particular the driving of the vehicle by the heat engine for long distances at relatively high speed or by the rotating electrical machine for short-distance movements at low speeds, especially in cities, to reduce the pollution generated by the engine.
La machine électrique tournante est généralement implantée dans le compartiment moteur du véhicule, soit dans le carter d'embrayage, soit en dérivation sur la boîte de vitesses du véhicule. The rotating electrical machine is generally located in the engine compartment of the vehicle, either in the clutch housing or bypass on the vehicle gearbox.
Une telle implantation a pour inconvénient majeur de modifier considérablement l'architecture habituelle du compartiment moteur du véhicule. Such an implementation has the major disadvantage of significantly altering the usual architecture of the engine compartment of the vehicle.
La présente invention a pour but d'éliminer l'inconvénient ci-dessus en proposant un dispositif motopropulseur pour véhicule automobile comprenant notamment une machine électrique tournante réversible individuellement associée à une roue du véhicule et qui est caractérisé en ce que la machine électrique est intégralement logée dans la jante de la roue du véhicule et le rotor de la machine électrique tournante est solidaire en rotation de la fusée de roue qui traverse concentriquement la machine tournante. The present invention aims to eliminate the above disadvantage by providing a powertrain for a motor vehicle including a reversible rotary electric machine individually associated with a wheel of the vehicle and which is characterized in that the electric machine is fully housed in the rim of the vehicle wheel and the rotor of the rotating electrical machine is integral in rotation with the wheel spindle which crosses concentrically through the rotating machine.
De préférence, la machine électrique est logée dans un carter en deux parties situé dans la jante de roue et porté par des éléments de suspension du véhicule, et dont une première partie de carter est amoviblement fixée à la seconde partie de carter et comprend une paroi cylindrique logée dans la seconde partie de carter concentriquement à la fusée de roue, sur laquelle paroi cylindrique est fixé le stator annulaire de la machine électrique dont le rotor comporte une paroi annulaire de relativement faible épaisseur disposée dans la seconde partie de carter en entourant le stator pour définir un entrefer annulaire avec ce dernier, la seconde partie de carter étant portée par les éléments de suspension. Preferably, the electric machine is housed in a two-part casing located in the wheel rim and carried by suspension elements of the vehicle, and a first housing part of which is removably attached to the second housing part and comprises a wall cylindrical housed in the second housing part concentrically to the wheel spindle, on which cylindrical wall is fixed the annular stator of the electric machine whose rotor comprises an annular wall of relatively small thickness disposed in the second housing part surrounding the stator to define an annular air gap with the latter, the second housing part being carried by the suspension elements.
La seconde partie de carter comprend un palier de support de la fusée de roue et le rotor de la machine électrique comprend une paroi transversale à l'axe de la fusée de roue et qui est amoviblement fixée à une collerette d'un manchon cylindrique solidaire en rotation de la fusée de roue par des cannelures. The second housing part comprises a support bearing of the wheel spindle and the rotor of the electric machine comprises a wall transverse to the axis of the wheel spindle and which is removably attached to a flange of a cylindrical sleeve integral with rotation of the wheel flare by splines.
Avantageusement, le manchon cylindrique est monté en partie dans le palier de la seconde partie de carter et est bloqué axialement sur la fusée de roue, après serrage d'un écrou à l'extrémité libre de la fusée de roue, entre un épaulement de la fusée de roue et le moyeu de la roue. Advantageously, the cylindrical sleeve is partially mounted in the bearing of the second housing part and is locked axially on the wheel spindle, after tightening a nut at the free end of the wheel spindle, between a shoulder of the wheel rocket and the hub of the wheel.
La première partie de carter est amoviblement fixée à la seconde partie de carter par une bride située côté intérieur de la roue et la fusée de roue traverse de façon étanche une paroi transversale d'extrémité de la paroi cylindrique de la première partie de carter. The first housing part is removably attached to the second housing part by a flange located on the inside of the wheel and the wheel spindle sealingly crosses a transverse end wall of the cylindrical wall of the first housing part.
La paroi transversale d'extrémité de la paroi cylindrique de la première partie de carter est située à proximité de la collerette du manchon cylindrique. The transverse end wall of the cylindrical wall of the first housing part is located near the flange of the cylindrical sleeve.
Les moyens, tels que des vis de fixation, fixant amoviblement l'une à l'autre la paroi transversale du rotor et la collerette du manchon sont accessibles directement après avoir démonté l'ensemble à stator et première partie de carter. The means, such as fixing screws, removably fixing the transverse wall of the rotor and the flange of the sleeve are accessible directly after dismounting the stator assembly and the first housing part.
Dans le cas d'un groupe motopropulseur hybride, la fusée de roue a son extrémité en forme de bol située côté intérieur de la roue logée dans la jante et qui est reliée à un arbre de transmission par un joint homocinétique. In the case of a hybrid powertrain, the wheel spindle has its bowl-shaped end located on the inside of the wheel housed in the rim and which is connected to a transmission shaft by a constant velocity joint.
Les éléments de suspension portant la seconde partie de carter sont constitués par des triangles de suspension supérieur et inférieur. The suspension elements carrying the second housing part consist of upper and lower suspension triangles.
En variante, les éléments de suspension portant la seconde partie de carter comprennent une jambe de force d'une suspension Mac Pherson ou pseudo Mac Pherson reliée en partie supérieure de la seconde partie de carter et un triangle de suspension relié en partie inférieure de la seconde partie de carter. Alternatively, the suspension elements carrying the second housing part comprise a strut of a Mac Pherson suspension or pseudo Mac Pherson connected in the upper part of the second housing part and a suspension triangle connected in the lower part of the second part of crankcase.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant deux modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe dans un plan vertical passant par l'axe de roue d'un véhicule automobile d'un dispositif motopropulseur à machine électrique tournante réversible associée à la roue montée sur une suspension à double triangle; et - la figure 2 est une vue en coupe semblable à celle de la figure 1 du dispositif motopropulseur à machine électrique tournante réversible associée à une roue montée sur une suspension Mac Pherson. The invention will be better understood, and other objects, features, details and advantages thereof will appear more clearly in the explanatory description which follows with reference to the accompanying drawings given solely by way of example illustrating two embodiments. of the invention and in which: - Figure 1 is a sectional view in a vertical plane passing through the wheel axis of a motor vehicle of a reversible rotary electric machine powerplant associated with the wheel mounted on a double wishbone suspension; and FIG. 2 is a sectional view similar to that of FIG. 1 of the reversible rotary electric machine powerplant associated with a wheel mounted on a Mac Pherson suspension.
En se reportant à la figure 1, la référence 1 désigne une machine électrique tournante réversible faisant partie d'un dispositif motopropulseur hybride pour véhicule automobile comprenant un moteur thermique, non représenté, du type diesel ou à essence. Referring to Figure 1, reference numeral 1 denotes a reversible rotary electric machine forming part of a hybrid powertrain for a motor vehicle comprising a heat engine, not shown, of the diesel or gasoline type.
La machine électrique 1 est individuellement associée à une roue 2 du véhicule qui peut être une roue avant directionnelle ou une roue arrière fixe. The electric machine 1 is individually associated with a wheel 2 of the vehicle which may be a directional front wheel or a fixed rear wheel.
La roue 2 comprend un moyeu 3 d'axe XX', une jante 35 4 solidaire du moyeu 3 par des vis de fixation 5 et sur laquelle est monté le pneumatique 6. The wheel 2 comprises a hub 3 of axis XX ', a rim 35 secured to the hub 3 by fixing screws 5 and on which the tire 6 is mounted.
Un disque de frein 7 est fixé au moyeu 3 par des vis de fixation, non représentées, et coopère pour le freinage avec l'étrier à garnitures de frein 8. A brake disk 7 is fixed to the hub 3 by fixing screws, not shown, and cooperates for braking with the brake lining bracket 8.
Le moyeu 3 est solidaire en rotation, par exemple par des cannelures 9, de l'extrémité libre de la fusée de roue 10 d'axe XX' et est bloqué axialement à la fusée de roue 10 par un écrou 11. The hub 3 is integral in rotation, for example by splines 9, of the free end of the wheel axle 10 of axis XX 'and is axially locked to the wheel axle 10 by a nut 11.
La roue 2 est portée par un système de suspension du type à deux triangles de suspension respectivement supérieur 12 et inférieur 13, partiellement représentés. Chaque triangle de suspension 12, 13 est relié à la roue 2 par une articulation à rotule 14 autorisant le pivotement de la roue par les moyens de commande de direction lorsque la roue est directionnelle. The wheel 2 is carried by a suspension system of the type with two suspension triangles respectively upper 12 and lower 13, partially shown. Each suspension triangle 12, 13 is connected to the wheel 2 by a ball joint 14 allowing the wheel to pivot by the steering control means when the wheel is directional.
Selon l'invention, la machine électrique tournante 1 est intégralement logée dans la jante 4 de la roue 2 et la fusée de transmission 10 traverse concentriquement la machine électrique 1. According to the invention, the rotating electrical machine 1 is integrally housed in the rim 4 of the wheel 2 and the transmission fuse 10 passes concentrically through the electric machine 1.
La machine électrique 1 est logée dans un carter 15 situé dans la jante 4 et constitué de deux parties, une première partie 16 fixée amoviblement à la seconde partie 17 par une bride 18 située côté intérieur de la roue 2 et des vis de fixation, non représentées. La première partie de carter 16 comprend en outre une paroi cylindrique 19 solidaire de la bride 18, logée dans la seconde partie de carter 17 et disposée concentriquement à la fusée de transmission 10 qui traverse un orifice 20a d'une paroi d'extrémité 20 de la paroi cylindrique 19 et s'étendant transversalement à l'axe XX' de la fusée 10, un joint d'étanchéité 21 étant prévu entre l'orifice 20a et la fusée 10. The electrical machine 1 is housed in a casing 15 located in the rim 4 and consists of two parts, a first part 16 removably attached to the second part 17 by a flange 18 located on the inside of the wheel 2 and fixing screws, no represented. The first housing part 16 further comprises a cylindrical wall 19 secured to the flange 18, housed in the second housing portion 17 and disposed concentrically to the transmission fuse 10 which passes through an orifice 20a of an end wall 20 of the cylindrical wall 19 and extending transversely to the axis XX 'of the rocket 10, a seal 21 being provided between the orifice 20a and the rocket 10.
Le stator 22 de la machine électrique tournante 1 est fixé sur la périphérie externe de la paroi cylindrique 19 et est logé dans une cavité annulaire 17a de la seconde partie de carter 17. The stator 22 of the rotary electrical machine 1 is fixed on the outer periphery of the cylindrical wall 19 and is housed in an annular cavity 17a of the second housing part 17.
Le rotor 23 de la machine électrique tournante 1 comprend une paroi annulaire 24 entourant concentriquement le stator 22 en définissant avec ce dernier un entrefer annulaire e. La paroi 24 a une épaisseur relativement faible en direction radiale de sorte que le rotor 23 présente une faible inertie. Le rotor 23 comprend en outre une paroi 25 solidaire de la paroi annulaire 24 et s'étendant transversalement à l'axe XX' de la fusée de transmission 10. La paroi transversale 25 est amoviblement fixée par des vis de fixation, non représentées, à une collerette 26 perpendiculaire à l'axe XX' de la fusée 10 et solidaire d'une extrémité d'un manchon 27 monté sur une partie de la fusée de transmission 10 en étant solidaire en rotation de cette dernière par les cannelures 9. La collerette 26 est située à proximité de la paroi transversale 20 de la première partie de carter 16 et les vis de fixation de la collerette 26 du manchon 27 à la paroi transversale 25 du rotor 23 sont accessibles directement de l'intérieur de la seconde partie de carter 17 lorsque l'ensemble constitué par la première partie de carter 16 et le stator 22 est retiré de la seconde partie de carter 17. The rotor 23 of the rotary electrical machine 1 comprises an annular wall 24 concentrically surrounding the stator 22 defining with the latter an annular air gap e. The wall 24 has a relatively small thickness in the radial direction so that the rotor 23 has a low inertia. The rotor 23 further comprises a wall 25 integral with the annular wall 24 and extending transversely to the axis XX 'of the transmission fuse 10. The transverse wall 25 is removably fixed by fastening screws, not shown, to a collar 26 perpendicular to the axis XX 'of the rocket 10 and secured to one end of a sleeve 27 mounted on a portion of the transmission rocket 10 being integral in rotation with the latter by the grooves 9. The collar 26 is located near the transverse wall 20 of the first housing part 16 and the screws for fixing the flange 26 of the sleeve 27 to the transverse wall 25 of the rotor 23 are accessible directly from inside the second housing part. 17 when the assembly constituted by the first housing portion 16 and the stator 22 is removed from the second housing portion 17.
La seconde partie de carter 17 comporte, à l'opposé de la bride 18 de la première partie de carter 16, une paroi 28 perpendiculaire à l'axe XX' de la fusée 10 à proximité et à l'extérieur de la paroi transversale 25 du rotor 23. La paroi transversale 28 de la seconde partie de carter 17 comporte un palier 28a supportant, par l'intermédiaire d'un roulement 29, par exemple du type à aiguilles, une partie du manchon cylindrique 27 d'entraînement du rotor 23. Le manchon 27 est fixé axialement sur la fusée 10, après serrage de l'écrou 11, entre le moyeu 3 et un épaulement 10a de la fusée 10. The second housing portion 17 comprises, opposite the flange 18 of the first housing portion 16, a wall 28 perpendicular to the axis XX 'of the rocket 10 near and outside the transverse wall 25 of the rotor 23. The transverse wall 28 of the second housing portion 17 comprises a bearing 28a supporting, by means of a bearing 29, for example of the needle type, a portion of the cylindrical sleeve 27 for driving the rotor 23 The sleeve 27 is fixed axially on the rocket 10, after tightening the nut 11, between the hub 3 and a shoulder 10a of the rocket 10.
Les deux triangles de suspension 12, 13 sont reliés par les articulations à rotule 14 respectivement aux parties supérieure et inférieure de la seconde partie de carter 17. The two suspension triangles 12, 13 are connected by the ball joints 14 respectively to the upper and lower parts of the second housing part 17.
La fusée de transmission 10 a son extrémité 10b opposée à celle entraînant la roue 2 ayant un plus grand diamètre lui conférant la forme d'un bol et faisant saillie de la jante 4 côté intérieur de la roue en étant accouplée à un arbre de transmission 30 par l'intermédiaire d'un joint homocinétique 31 protégé par un soufflet 32, l'arbre de transmission 30 étant mécaniquement entraîné par l'arbre moteur du moteur thermique. Bien entendu, l'extrémité en forme de bol 10b de la fusée 10 peut avantageusement être totalement logée dans la jante 4. La machine électrique tournante 1 peut être alimentée en courant électrique par la batterie d'alimentation du véhicule. The transmission fuse 10 has its end 10b opposite to that driving the wheel 2 having a larger diameter conferring the shape of a bowl and projecting from the rim 4 on the inside of the wheel being coupled to a transmission shaft 30 via a homokinetic joint 31 protected by a bellows 32, the transmission shaft 30 being mechanically driven by the engine shaft of the engine. Of course, the bowl-shaped end 10b of the rocket 10 may advantageously be completely housed in the rim 4. The rotating electrical machine 1 can be supplied with electric current by the vehicle power supply battery.
Ainsi, le véhicule peut être entraîné par chaque machine électrique tournante associée à une roue du véhicule et dont le rotor 23 entraîne en rotation, par l'intermédiaire du manchon 27, la fusée 10 qui entraîne elle-même en rotation la roue 2, le moteur thermique étant arrêté, lorsque le véhicule se déplace en ville pour réduire la pollution. Le véhicule peut être entraîné uniquement par le moteur thermique, chaque machine électrique tournante 1 pouvant alors fonctionner en alternateur de courant. Thus, the vehicle can be driven by each rotating electrical machine associated with a wheel of the vehicle and whose rotor 23 rotates, via the sleeve 27, the rocket 10 which itself rotates the wheel 2, the With the engine stopped, when the vehicle is traveling in the city to reduce pollution. The vehicle can be driven solely by the heat engine, each rotating electrical machine 1 can then operate as a current alternator.
Le véhicule peut être entraîné en mode ZEV (voiture à émissions nulles), c'est-à-dire que la ou les machines électriques 1 entraînent le véhicule dont la boîte de vitesses est déconnectée du moteur thermique par débrayage ou mise au point mort de la boîte de vitesses, pour réduire la traînée mécanique et les masses. The vehicle can be driven in ZEV (zero emission car) mode, that is to say that the electrical machine (s) 1 drive the vehicle whose gearbox is disconnected from the engine by disengaging or neutralizing the engine. the gearbox, to reduce the mechanical drag and the masses.
La fusée de transmission 10 peut être démontée sans nuire au centrage du rotor 23 sur le stator 22 puisqu'il suffit de retirer l'écrou 11 de l'extrémité de la fusée pour permettre ensuite à cette dernière d'être retirée axialement du manchon 27 et de la première partie de carter 16 vers la droite par rapport à la figure 1. En outre, l'ensemble constitué par la partie du carter 16 et le stator peut être facilement démonté par desserrage de la bride 18, donnant accès aux moyens de fixation du rotor 23 au manchon 27 pour permettre le démontage du manchon 27 du rotor 23. The transmission fuse 10 can be disassembled without impairing the centering of the rotor 23 on the stator 22 since it is sufficient to remove the nut 11 from the end of the rocket to then allow the latter to be removed axially from the sleeve 27 and the first housing portion 16 to the right with respect to Figure 1. In addition, the assembly consisting of the housing portion 16 and the stator can be easily disassembled by loosening the flange 18, giving access to the means of fixing the rotor 23 to the sleeve 27 to allow disassembly of the sleeve 27 of the rotor 23.
Le mode de réalisation du dispositif de la figure 2 ne diffère de celui de la figure 1 que par son montage à une suspension du type Mac Pherson ou pseudo Mac Pherson dont une partie de la jambe de force 33 sensiblement d'axe ZZ' a sa partie inférieure solidaire de la partie supérieure de la seconde partie de carter 17. The embodiment of the device of FIG. 2 differs from that of FIG. 1 only in its mounting to a suspension of the Mac Pherson or pseudo Mac Pherson type, of which a portion of the strut 33 substantially of axis ZZ 'has its lower part secured to the upper part of the second housing part 17.
Dans le cas d'un véhicule à propulsion électrique, 10 la fusée de roue 10 ne sera pas reliée à l'arbre de transmission. In the case of an electrically propelled vehicle, the axle 10 will not be connected to the propeller shaft.
Par ailleurs, le dispositif de l'invention est adaptable à tous les véhicules actuels, qu'ils soient à propulsion par moteur électrique ou à propulsion hybride. Furthermore, the device of the invention is adaptable to all current vehicles, whether powered by electric motor or hybrid propulsion.
Claims (9)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20140530 |