ENSEMBLE COMPORTANT UN MOTEUR THERMIQUE ET UNE MACHINE ELECTRIQUE REVERSIBLE [0001] L'invention porte sur le domaine des dispositifs d'arrêt et redémarrage automatique des moteurs à combustion, dits systèmes « stop and start ». [0002] Afin de réduire la consommation des véhicules, notamment en roulage urbain, lors desquels un véhicule est fréquemment à l'arrêt, moteur tournant, il est connu d'employer un alternateur réversible ou alterno-démarreur permettant l'arrêt et le redémarrage automatique du moteur thermique équipant le véhicule. Cette fonction est couramment désignée par son appellation anglophone « Stop and Start », ou l'acronyme STT. Cette technologie est aussi utilisée dans les chaines de traction hybride où le besoin d'arrêt et redémarrage du moteur est important. [0003] Selon cette technologie, l'alterno-démareur comporte une machine électrique qui est pilotée de manière à servir soit de générateur (alternateur classique) soit de démarreur (permettant le démarrage du moteur). [0004] Généralement la transmission de mouvement entre le vilebrequin et la machine électrique est assurée par la courroie d'accessoires. [0005] Cette architecture classique présente des inconvénients. La transmission de mouvement entre la machine électrique et le vilebrequin reste assurée par la courroie bien que le besoin de prestation de démarrage (temps très court) impose des efforts qui sont très importants et quelquefois au delà de ce qui est réalisable par une courroie, sauf à la sur dimensionner de manière importante. De manière corolaire, une telle solution entraine une augmentation de l'encombrement du moteur, dans la direction de l'axe de rotation de son vilebrequin, du fait de la nécessité de prévoir l'entraînement de la machine électrique au niveau de la façade d'accessoires du moteur (poulie supplémentaire requise, courroie d'accessoires renforcée donc plus large, etc.). [0006] En outre, la fonction de climatisation à l'arrêt ne peut être assurée sans imposer le redémarrage du moteur thermique, en effet la courroie accessoire entraine aussi le compresseur de climatisation, donc vouloir faire fonctionner le compresseur impose de fonctionnement du moteur thermique [0007] Il est connu dans le brevet FR2909938 de Valeo un dispositif faisant alternodémarreur et pouvant assurer par ailleurs un entraînement électrique d'un groupe de climatisation. Cependant, ce dispositif est encombrant, et très structurant au niveau de la face de distribution du moteur. En particulier, un tel dispositif entraine un allongement significatif du groupe motopropulseur dans l'axe du vilebrequin, ce qui peut être très préjudiciable notamment lorsque le moteur est implanté transversalement dans un sous- capot moteur. L'encombrement supplémentaire dans la direction de l'axe de rotation du vilebrequin est la conséquence de divers facteurs, selon la variante du dispositif envisagée : adaptation de la façade de distribution (poulies et courroies plus grosses, etc.), positionnement de l'alterno-démarreur en lui-même, positionnement des moyens d'accouplement entre l'alterno-démarreur et le vilebrequin, etc. [0008] Dans l'invention, on résout ces problèmes par un positionnement spécifique des moyens d'entraînements qui relient l'alterno-démarreur au vilebrequin. [0009] Plus précisément, l'invention porte sur un ensemble comportant un moteur thermique muni d'un vilebrequin présentant un ensemble de tourillons, une machine électrique réversible, et un premier dispositif d'entraînement débrayable entre la machine électrique et le vilebrequin du moteur, caractérisé en ce que le premier dispositif d'entraînement est en prise avec le vilebrequin entre deux tourillons. Le couplage entre la machine électrique et le vilebrequin du moteur est ainsi réalisé dans une zone située entre les deux tourillons extrêmes du vilebrequin (les tourillons situés vers les extrémités du vilebrequin) et peut dans une variante être réalisé en ménageant un moyen d'entrainement sur un contre poids. L'entraînement n'étant pas assuré en bout de vilebrequin, il est possible de ménager le premier dispositif d'entraînement de sorte à ne pas augmenter la longueur de l'ensemble dans la direction de l'axe de rotation du vilebrequin. On résout ainsi les problématiques d'encombrement posées par une solution traditionnelle d'entraînement de la machine électrique au niveau de la façade d'accessoires du moteur. [0010] Dans une variante de l'invention comportant en outre un compresseur de climatisation, on ménager un second dispositif d'entraînement entre la machine électrique et le compresseur de climatisation. On peut ainsi assurer ainsi une fonction d'entraînement du compresseur de climatisation sans redémarrage du moteur thermique, en jouant sur le premier dispositif d'entraînement débrayable. [0011] De préférence, le second dispositif d'entraînement est débrayable. Il est ainsi possible d'actionner la machine électrique sans entrainer le compresseur de climatisation. Avec un pilotage indépendant du premier et du second dispositif d'entraînement, on peut : démarrer le moteur thermique sans employer la climatisation, générer de l'électricité sans employer la climatisation, faire fonctionner la climatisation sans coupler la machine thermique au vilebrequin, ou encore entrainer le compresseur de climatisation par le vilebrequin via la machine électrique. [0012] Dans une variante de l'invention, le premier dispositif d'entraînement comporte une cascade de pignons. C'est un moyen simple et compact, permettant la transmission de couples important et fluctuants, tels que ceux pouvant être générés lors que démarrage du moteur thermique par la machine électrique. [0013] Dans une variante de l'invention, le premier dispositif d'entraînement comporte une chaîne d'entraînement. C'est un moyen simple d'entraînement, permettant le passage de couples importants. Du fait de l'engrènement de la chaîne sur le vilebrequin ailleurs qu'à son extrémité, il est aisé de la dimensionner pour accepter des efforts important, sans pour autant pénaliser la dimension de l'ensemble dans la direction de l'axe de rotation du vilebrequin du moteur. [0014] De préférence, le dispositif d'entraînement comporte une roue dentée portée par un contrepoids du vilebrequin. Le vilebrequin présente en effet généralement plusieurs contrepoids permettant d'équilibrer sa rotation, malgré l'entraînement des pistons du moteur par des ensembles bielle-manivelle. Les contrepoids du vilebrequin sont généralement des masses liées rigidement au vilebrequin, et présentant sensiblement une forme de portion de disque. Ils constituent donc une bonne base pour porter une couronne dentée permettant l'entraînement du vilebrequin par la machine électrique, et réciproquement de la machine électrique par le vilebrequin. Dans cette variante de l'invention, un des contrepoids du vilebrequin peut être constitué d'un disque non homogène. [0015] De préférence, la machine électrique présente un axe principal de rotation sensiblement parallèle à l'axe de rotation du vilebrequin. Selon cette disposition, l'encombrement de l'ensemble dans la direction de l'axe du vilebrequin du moteur peut ne pas être affecté par les moyens d'entraînement et de couplage de la machine électrique. [0016] De préférence, la machine électrique présente une sortie à chaque extrémité de son axe principal. Ainsi, la constitution de l'ensemble est-elle très simple et compacte. Cette architecture permet en outre une grande simplicité pour la mise en place de moyens indépendants de pilotage des premier et second dispositifs de couplage. [0017] Dans une variante de l'invention comportant en outre un carter dans lequel est positionné le vilebrequin, on ménage une ouverture dans une face du carter sensiblement parallèle à l'axe de rotation du vilebrequin, le premier dispositif d'entraînement traversant ladite ouverture. Cela permet la mise en oeuvre d'un ensemble selon l'invention, avec une machine électrique positionnée sur une face latérale du carter moteur, auquel elle peut en outre être liée. Dans une application automobile, une telle disposition permet l'obtention d'un groupe motopropulseur compact, notamment selon l'axe de rotation du vilebrequin, ce qui est particulièrement avantageux pour les véhicules équipé d'un moteur disposé transversalement dans le sous-capot moteur. [0018] L'invention est décrite plus en détail ci-après et en référence aux figures représentant schématiquement le système dans son mode de réalisation préférentiel. [0019] La figure 1 présente un ensemble selon une variante de l'invention. [0020] La figure 2 présente un ensemble selon un mode de réalisation de l'invention, ainsi que son environnement immédiat. [0021] La figure 3 présente un schéma fonctionnel d'un ensemble selon un mode de réalisation de l'invention. [0022] Sur la figure 1, on a représenté une variante de l'invention comportant un carter moteur 1. Il accueille un vilebrequin 2, correspondant dans la variante ici représenté à un moteur à combustion à 4 cylindres en ligne. Le vilebrequin présente ainsi quatre manetons 20, positionnés entre des tourillons 21. En regard des manetons 20 sont disposés des contrepoids 22, destinés à équilibrer le vilebrequin. [0023] Dans la variante de l'invention ici représentée, une roue dentée 23 est ménagée au niveau de l'un des contrepoids, pour l'entraînement du vilebrequin 2 par la machine électrique et réciproquement. Dans d'autres variantes de l'invention non représentées, la roue dentée 23 peut être par exemple remplacée par une poulie destiné à recevoir une courroie, par exemple une courroie dentée ou une courroie trapézoïdale, etc. [0024] Dans l'invention, un premier dispositif d'entraînement est ménagé entre le moteur thermique et une machine électrique 5. Dans la variante de l'invention ici représentée, en face de la roue dentée, on ménage sur le coté du carter du moteur 1 une ouverture 3, en regard de laquelle est fixé un boîtier de couplage 4 destiné à accueillir au moins pour partie le premier dispositif d'entraînement, entre le vilebrequin 2 et la machine électrique 5. The invention relates to the field of devices for stopping and automatic restarting of combustion engines, known as "stop and start" systems. BACKGROUND OF THE INVENTION To reduce the consumption of vehicles, especially in urban traffic, during which a vehicle is frequently stopped, engine running, it is known to use a reversible alternator or alternator-starter for stopping and restarting automatic engine heat engine equipping the vehicle. This function is commonly referred to by its English name "Stop and Start", or the acronym STT. This technology is also used in hybrid traction systems where the need to stop and restart the engine is important. According to this technology, the alternator-starter comprises an electric machine which is controlled so as to serve as generator (conventional alternator) or starter (for starting the engine). Generally the transmission of movement between the crankshaft and the electric machine is provided by the accessory belt. This conventional architecture has drawbacks. The transmission of movement between the electric machine and the crankshaft remains ensured by the belt, although the need for a start-up benefit (very short time) imposes forces that are very important and sometimes beyond what can be achieved by a belt, except to oversize it significantly. Corollary, such a solution causes an increase in the size of the engine, in the direction of the axis of rotation of its crankshaft, because of the need to provide the drive of the electric machine at the front of the engine. engine accessories (additional pulley required, reinforced accessory belt therefore wider, etc.). In addition, the air conditioning function at a standstill can not be ensured without imposing the restart of the heat engine, in fact the accessory belt also drives the air conditioning compressor, so want to operate the compressor imposes operation of the engine It is known in the patent FR2909938 Valeo a device alternator starter and can also provide an electrical drive of an air conditioning unit. However, this device is bulky, and very structuring at the distribution face of the engine. In particular, such a device causes a significant elongation of the power unit in the axis of the crankshaft, which can be very detrimental especially when the motor is implanted transversely in a sub-engine cover. The additional space requirement in the direction of the axis of rotation of the crankshaft is the consequence of various factors, depending on the variant of the device envisaged: adaptation of the distribution facade (larger pulleys and belts, etc.), positioning of the alternator-starter itself, positioning of the coupling means between the alternator-starter and the crankshaft, etc. In the invention, these problems are solved by a specific positioning of the drive means which connect the alternator-starter to the crankshaft. More specifically, the invention relates to an assembly comprising a heat engine provided with a crankshaft having a set of pins, a reversible electric machine, and a first disengageable drive device between the electric machine and the engine crankshaft. characterized in that the first drive is engaged with the crankshaft between two journals. The coupling between the electric machine and the crankshaft of the engine is thus achieved in an area located between the two end journals of the crankshaft (the trunnions located towards the ends of the crankshaft) and may alternatively be achieved by providing a drive means on a counterweight. Since the drive is not provided at the end of the crankshaft, it is possible to provide the first drive device so as not to increase the length of the assembly in the direction of the axis of rotation of the crankshaft. This solves the problems of congestion posed by a traditional drive solution of the electric machine at the front of the engine accessories. In a variant of the invention further comprising an air conditioning compressor, it provides a second drive device between the electric machine and the air conditioning compressor. It is thus possible to provide a drive function of the air conditioning compressor without restarting the engine, by acting on the first disengageable drive device. Preferably, the second drive device is disengageable. It is thus possible to operate the electric machine without driving the air conditioning compressor. With independent control of the first and second drive, you can: Start the engine without using air conditioning, generate electricity without using air conditioning, operate the air conditioning without coupling the heat engine to the crankshaft, or drive the air conditioning compressor through the crankshaft via the electric machine. In a variant of the invention, the first drive device comprises a cascade of gears. It is a simple and compact means, allowing the transmission of large and fluctuating torques, such as those that can be generated when starting the engine by the electric machine. In a variant of the invention, the first drive device comprises a drive chain. It is a simple way of training, allowing the passage of important couples. Due to the meshing of the chain on the crankshaft elsewhere than at its end, it is easy to size it to accept significant effort, without penalizing the size of the assembly in the direction of the axis of rotation crankshaft of the engine. Preferably, the drive device comprises a gear wheel carried by a counterweight of the crankshaft. The crankshaft has in fact generally several counterweights to balance its rotation, despite the driving of the engine pistons by connecting rod-crank sets. The counterweights of the crankshaft are generally masses rigidly connected to the crankshaft, and substantially having a disk portion shape. They therefore constitute a good base for wearing a ring gear for driving the crankshaft by the electric machine, and vice versa of the electric machine by the crankshaft. In this variant of the invention, one of the counterweights of the crankshaft may consist of a non-homogeneous disc. Preferably, the electric machine has a main axis of rotation substantially parallel to the axis of rotation of the crankshaft. According to this arrangement, the bulk of the assembly in the direction of the axis of the crankshaft of the engine may not be affected by the drive and coupling means of the electric machine. Preferably, the electric machine has an outlet at each end of its main axis. Thus, the constitution of the whole is very simple and compact. This architecture also makes it easy to set up independent control means for controlling the first and second coupling devices. In a variant of the invention further comprising a housing in which is positioned the crankshaft, an opening is made in a housing face substantially parallel to the axis of rotation of the crankshaft, the first drive device passing through said crankshaft. opening. This allows the implementation of an assembly according to the invention, with an electric machine positioned on a side face of the motor housing, which it can further be linked. In an automotive application, such an arrangement makes it possible to obtain a compact powertrain, notably along the axis of rotation of the crankshaft, which is particularly advantageous for vehicles equipped with a motor arranged transversely in the under-bonnet. . The invention is described in more detail below and with reference to the figures schematically showing the system in its preferred embodiment. Figure 1 shows an assembly according to a variant of the invention. Figure 2 shows an assembly according to one embodiment of the invention, as well as its immediate environment. Figure 3 shows a block diagram of an assembly according to one embodiment of the invention. In Figure 1, there is shown a variant of the invention having a crankcase 1. It accommodates a crankshaft 2, corresponding in the variant shown here to an inline 4-cylinder combustion engine. The crankshaft thus has four crank pins 20, positioned between trunnions 21. Next to the cranks 20 are counterweights 22, intended to balance the crankshaft. In the variant of the invention shown here, a toothed wheel 23 is provided at one of the counterweights, for driving the crankshaft 2 by the electric machine and vice versa. In other variants of the invention not shown, the toothed wheel 23 may for example be replaced by a pulley for receiving a belt, for example a toothed belt or a V-belt, etc. In the invention, a first drive device is provided between the heat engine and an electric machine 5. In the variant of the invention shown here, in front of the toothed wheel, is cleaned on the side of the housing motor 1 an opening 3, opposite which is fixed a coupling housing 4 intended to accommodate at least partly the first drive device, between the crankshaft 2 and the electric machine 5.
Tel que présenté en figure 1, ce boîtier 4 peut être fixé au carter 1 par une bride autour de l'ouverture 3. Le boîtier 4 contient, dans la variante ici représenté, une cascade de pignon destinée à relier une entrée/sortie (par exemple un pignon en bout de rotor) d'une machine électrique 5 au vilebrequin, la roue dentée 23 formant le premier (respectivement dernier, selon que le vilebrequin 2 entraine la machine électrique 23 ou l'inverse) pignon de la cascade. [0025] Dans l'invention, le premier système d'entraînement est débrayable. Le moyen de couplage débrayable du système d'entraînement n'est pas détaillée ici, et peut être choisi parmi nombre de systèmes connus pouvant convenir dans l'invention : système à crabot, embrayage centrifuge, train épicycloïdal avec frein, etc. [0026] La figure 2 présente un ensemble selon un mode de réalisation de l'invention comportant notamment un compresseur de climatisation 6, ainsi que son environnement immédiat. La partie basse du moteur est conforme au système présenté en figure 1. Dans la figure 2, on a représenté une machine électrique 5 et un compresseur de climatisation 6, dans un arrangement conforme à l'invention. [0027] La machine électrique 5 est liée au boîtier 4 par une première prise de force, ici sous la forme d'un pignon positionné en bout de rotor, et s'engrène, via un système de couplage débrayable, avec la cascade de pignon ménagée vers le vilebrequin. Dans la variante de l'invention ici représentée, la machine électrique présente une seconde prise de force, sous la forme d'une poulie 51 à l'autre extrémité de son rotor. [0028] Le compresseur de climatisation 6 présente une poulie d'entraînement 61, et est disposé de sorte qu'une courroie (non représentée) ménagée entre la poulie 51 et la poulie d'entraînement 61 permette l'entraînement du compresseur de climatisation 6. Ainsi le compresseur de climatisation 6 peut-il être entrainé en rotation par la machine électrique, ou par le vilebrequin 2 via la machine électrique. [0029] Dans la variante de l'invention ici représentée, la poulie d'entraînement 61 est de type débrayable, de sorte que le compresseur peut être entrainé ou non, indépendamment de l'entraînement de la machine électrique 5. [0030] La figure 3 présente le schéma fonctionnel d'un ensemble selon un mode de réalisation de l'invention, mettant en jeu un compresseur de climatisation. [0031] Dans la variante ici représentée, un premier embrayage El est interposé entre le vilebrequin 2 est relié et la machine électrique 5. Un second embrayage E2 est interposé entre la machine électrique 5 et le compresseur de climatisation 6. [0032] Le tableau ci-dessous présente un récapitulatif des différents modes de fonctionnement que permet cette variante de l'invention, en fonction de la position respective du premier embrayage El et du second embrayage E2. Situation de vie El E2 Recharge de la batterie, sans climatisation fermé ouvert Entraînement de la climatisation, moteur thermique fermé fermé fonctionnant (avec ou sans recharge de la batterie) Entraînement de la climatisation moteur thermique arrêté ouvert fermé [0033] L'entraînement de la machine électrique 5 au travers d'une ouverture dans une face du carter 1 sensiblement parallèle à l'axe de rotation du vilebrequin 2 permet de disposer la machine électrique 5 et le compresseur de climatisation 6 et leurs dispositifs d'entraînement de sorte à ne pas augmenter les dimensions de l'ensemble dans la direction de l'axe de rotation du vilebrequin 2. Dans l'exemple ici représenté, la machine électrique 5 et le compresseur de climatisation 6 sont disposés sur une face latérale du moteur. Dans une application automobile avec un moteur implanté transversalement dans le sous-capot, une telle disposition correspond à une disposition en face avant du moteur. Une telle architecture est en outre compatible de la mise en place de moyens de post-traitement 7, afin de constituer un groupe motopropulseur compact pour véhicule automobile. [0034] L'invention propose ainsi une solution technique compacte permettant de fiabiliser la fonction « stop and start » d'un moteur à combustion, tout en permettant l'obtention d'un ensemble compact, notamment dans la direction de l'axe de rotation du moteur, et, selon la variante de l'invention appliquée, permet la climatisation du véhicule équipé lorsque le moteur thermique est à l'arrêt. As shown in FIG. 1, this casing 4 can be fixed to the casing 1 by a flange around the opening 3. The casing 4 contains, in the variant represented here, a pinion cascade intended to connect an input / output (by a pinion at the end of the rotor) of an electric machine 5 to the crankshaft, the toothed wheel 23 forming the first (respectively last, depending on whether the crankshaft 2 drives the electric machine 23 or the reverse) pinion of the cascade. In the invention, the first drive system is disengageable. The disengageable coupling means of the drive system is not detailed here, and may be chosen from a number of known systems that may be suitable in the invention: clutch system, centrifugal clutch, epicyclic gear train with brake, etc. Figure 2 shows an assembly according to one embodiment of the invention including an air conditioning compressor 6, as well as its immediate environment. The lower part of the engine is in accordance with the system shown in FIG. 1. In FIG. 2, there is shown an electric machine 5 and an air conditioning compressor 6, in an arrangement according to the invention. The electric machine 5 is connected to the housing 4 by a first power take-off, here in the form of a pinion positioned at the end of the rotor, and meshes, via a disengageable coupling system, with the pinion cascade arranged towards the crankshaft. In the variant of the invention shown here, the electric machine has a second power take-off, in the form of a pulley 51 at the other end of its rotor. The air conditioning compressor 6 has a drive pulley 61, and is arranged so that a belt (not shown) formed between the pulley 51 and the drive pulley 61 allows the drive of the air conditioning compressor 6 Thus the air conditioning compressor 6 can be rotated by the electric machine, or by the crankshaft 2 via the electric machine. In the variant of the invention shown here, the drive pulley 61 is of the type disengageable, so that the compressor can be driven or not, regardless of the drive of the electric machine 5. [0030] The Figure 3 shows the block diagram of an assembly according to one embodiment of the invention, involving an air conditioning compressor. In the variant shown here, a first clutch El is interposed between the crankshaft 2 is connected and the electric machine 5. A second clutch E2 is interposed between the electric machine 5 and the air conditioning compressor 6. The table Below is a summary of the different modes of operation that allows this variant of the invention, depending on the respective position of the first clutch El and the second clutch E2. Life situation El E2 Battery charging, without air conditioning closed open Air conditioning drive, closed closed thermal engine running (with or without battery charging) Air conditioning drive thermal engine stopped open closed [0033] The drive of the electric machine 5 through an opening in a face of the casing 1 substantially parallel to the axis of rotation of the crankshaft 2 makes available the electric machine 5 and the air conditioning compressor 6 and their drive devices so as not to increase the dimensions of the assembly in the direction of the axis of rotation of the crankshaft 2. In the example shown here, the electric machine 5 and the air conditioning compressor 6 are arranged on a side face of the engine. In an automotive application with a motor implanted transversely in the undercap, such an arrangement corresponds to a provision on the front of the engine. Such an architecture is also compatible with the implementation of post-processing means 7, in order to constitute a compact powertrain for a motor vehicle. The invention thus provides a compact technical solution to make reliable the "stop and start" function of a combustion engine, while allowing to obtain a compact assembly, particularly in the direction of the axis of rotation of the engine, and, according to the variant of the invention applied, allows the air conditioning of the equipped vehicle when the engine is stopped.