FR2968608A1 - Hybrid power train integrated motor vehicle, has clutch device integrating rotational movements of planet carrier, sun gear, ring gear and planetary gears, and arranged around ring gear of epicyclic gear - Google Patents
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Abstract
Description
VEHICULE HYBRIDE INTEGRANT UN GROUPE MOTOPROPULSEUR HYBRIDE TRANSVERSAL Description Domaine technique de l'invention. HYBRID VEHICLE INCORPORATING A TRANSVERSE HYBRID POWER PLANT Description Technical Field of the Invention
L'invention a pour objet un véhicule intégrant un groupe motopropulseur hybride transversal. The invention relates to a vehicle incorporating a transverse hybrid powertrain.
L'invention concerne le domaine technique des groupes motopropulseurs hybrides comportant un unique moteur thermique, une unique entité électrique fonctionnant soit comme moteur soit comme générateur et un train épicycloïdal accouplant ledit moteur thermique, ladite entité électrique et les roues motrices du véhicule. The invention relates to the technical field of hybrid powertrains comprising a single heat engine, a single electrical entity operating either as a motor or as a generator and an epicyclic gear pairing said engine, said electrical entity and the drive wheels of the vehicle.
État de la technique. On connait par le document brevet US 5.433.282 (MOROTO) un véhicule automobile intégrant un groupe motopropulseur hybride comportant : un unique moteur thermique et une unique entité électrique fonctionnant selon deux modes : un mode moteur où la puissance générée par ladite entité est utilisée pour propulser le véhicule, et un mode générateur où ladite entité transforme tout ou partie de la puissance du moteur thermique et/ou du freinage en électricité. Un train épicycloïdal accouple le moteur thermique, l'entité électrique et les roues motrices du véhicule. Ce train épicycloïdal est formé d'un porte-satellite, d'un planétaire et d'une couronne, s'engrenant dans une zone - 2 State of the art Document US Pat. No. 5,433,282 (MOROTO) discloses a motor vehicle incorporating a hybrid powertrain comprising: a single heat engine and a single electrical entity operating in two modes: a motor mode where the power generated by said entity is used to propel the vehicle, and a generator mode where said entity transforms all or part of the power of the engine and / or braking into electricity. An epicyclic train couples the heat engine, the electrical entity and the drive wheels of the vehicle. This epicyclic gear train is formed of a planet carrier, a sun gear and a crown, meshing with an area - 2
d'engrenage. Un embrayage à sens unique est utilisé pour permettre à l'arbre de sortie du moteur thermique de tourner dans une direction seulement. En se rapportant au mode de réalisation schématisé sur la figure 10 de ce document, on constate qu'un dispositif d'embrayage (C) permet de solidariser l'arbre du moteur thermique à celui de l'entité électrique de sorte que les différents éléments du train épicycloïdal sont solidarisés dans leur mouvement de rotation. La puissance du moteur thermique et la puissance du moteur électrique peuvent ainsi se combiner et être transmises aux roues motrices. Le groupe motopropulseur hybride décrit dans ce document est disposé de manière longitudinale dans le véhicule, c'est-à-dire que l'arbre du moteur thermique, l'arbre du moteur électrique et les axes des différents éléments du train épicycloïdal sont parallèles et orientés dans la longueur du véhicule, perpendiculairement à l'axe des roues. Il n'y a donc pas, ou peu, de contraintes d'encombrement. Il est toutefois avantageux de pouvoir réduire au minimum l'encombrement du groupe motopropulseur dans le véhicule. gear. A one-way clutch is used to allow the output shaft of the engine to rotate in one direction only. Referring to the embodiment shown diagrammatically in FIG. 10 of this document, it can be seen that a clutch device (C) makes it possible to secure the shaft of the heat engine to that of the electrical entity so that the various elements of the epicyclic gear are secured in their rotational movement. The power of the engine and the power of the electric motor can thus combine and be transmitted to the drive wheels. The hybrid powertrain described in this document is arranged longitudinally in the vehicle, that is to say that the shaft of the heat engine, the shaft of the electric motor and the axes of the various elements of the epicyclic gear train are parallel and oriented in the length of the vehicle, perpendicular to the axis of the wheels. There is therefore no or little congestion constraints. However, it is advantageous to be able to minimize the size of the powertrain in the vehicle.
Face à cet état des choses, le principal objectif que vise à atteindre l'invention est de réduire l'encombrement d'un groupe motopropulseur du type décrit dans le document brevet US 5.433.282 (MOROTO). Divulgation de l'invention. La solution proposée par l'invention est un véhicule automobile intégrant 25 un groupe motopropulseur hybride comportant : - un unique moteur thermique, - une unique entité électrique fonctionnant selon deux modes : un mode moteur où la puissance générée par ladite entité est utilisée pour propulser le véhicule, et un mode générateur où ladite entité transforme tout ou partie de la 30 puissance du moteur thermique et/ou du freinage en électricité,20 - 3 In view of this state of affairs, the main objective that the invention seeks to achieve is to reduce the size of a powertrain of the type described in US Pat. No. 5,433,282 (MOROTO). Disclosure of the invention. The solution proposed by the invention is a motor vehicle incorporating a hybrid powertrain comprising: a single heat engine; a single electrical entity operating in two modes: a motor mode where the power generated by said entity is used to propel the engine. vehicle, and a generator mode where said entity transforms all or part of the power of the engine and / or braking into electricity, 20 - 3
- un train épicycloïdal accouplant le moteur thermique, l'entité électrique et les roues motrices du véhicule, ledit train épicycloïdal étant formé d'un porte-satellite, d'un planétaire, d'une couronne, de satellites montés mobiles en rotation sur ledit porte-satellite, ces différents éléments s'engrenant dans une zone d'engrenage, - un dispositif d'embrayage configuré pour solidariser les différents éléments du train épicycloïdal dans leur mouvement de rotation. Ce véhicule est remarquable en ce que le groupe motopropulseur est disposé de manière transversale dans le véhicule, et en ce que le dispositif 10 d'embrayage est agencé autour de la couronne. Une telle configuration du dispositif d'embrayage permet de réduire l'encombrement du groupe motopropulseur de sorte qu'il puisse être disposé dans la largeur du véhicule. En effet, l'encombrement du dispositif d'embrayage est maintenant superposé à l'encombrement du train épicycloïdal et plus 15 particulièrement à l'encombrement de sa couronne. Alors que dans le document US 5.433.282 (MOROTO), l'encombrement du dispositif d'embrayage s'additionne à l'encombrement du train épicycloïdal. an epicyclic gear coupling the heat engine, the electrical entity and the drive wheels of the vehicle, said epicyclic gear train being formed of a planet carrier, a sun gear, a ring gear, satellites mounted for rotation on said planet gear; satellite carrier, these various elements meshing in a gear zone, - a clutch device configured to secure the different elements of the epicyclic train in their rotational movement. This vehicle is remarkable in that the power train is transversely disposed in the vehicle, and in that the clutch device is arranged around the ring gear. Such a configuration of the clutch device can reduce the size of the powertrain so that it can be arranged in the width of the vehicle. Indeed, the size of the clutch device is now superimposed on the size of the epicyclic gear train and more particularly to the size of its crown. While in US 5,433,282 (MOROTO), the size of the clutch device adds to the size of the epicyclic train.
D'autres caractéristiques remarquables de l'invention sont listées ci-20 dessous, chacune de ces caractéristiques pouvant être considérée seule ou en combinaison : - le dispositif d'embrayage est agencé sur la périphérie externe de la couronne, au dessus de la zone d'engrenage, - le dispositif d'embrayage est avantageusement configuré pour solidariser 25 le planétaire à la couronne. - le dispositif d'embrayage comprend : o une première série de disques d'embrayage agencée avec l'un des éléments du train épicycloïdal, o et une seconde série de disques d'embrayage agencée avec un 30 autre élément du train épicycloïdal, - 4 Other remarkable features of the invention are listed below, each of these characteristics being able to be considered alone or in combination: the clutch device is arranged on the outer periphery of the crown, above the zone of gear, the clutch device is advantageously configured to secure the sun gear to the ring gear. the clutch device comprises: a first series of clutch discs arranged with one of the elements of the epicyclic gear train, and a second series of clutch discs arranged with another element of the epicyclic gear train;
o les disques des deux dites coopérant de façon à solidariser l'ensemble des éléments du train épicycloïdal dans leur mouvement de rotation. - les disques d'embrayage sont mus par une butée coulissante entre deux positions : o une position d'embrayage où elle écrase lesdits disques de sorte qu'ils coopèrent pour solidariser l'ensemble des éléments du train épicycloïdal dans leur mouvement de rotation, o une position de débrayage où elle n'écrase pas lesdits disques de sorte qu'ils ne coopèrent pas ensemble. - une première série de disques d'embrayage est solidaire de la couronne et une seconde série de disques d'embrayage est solidaire du planétaire, la butée coulissant dans une chambre étanche réalisée dans ledit planétaire, ladite chambre communiquant avec un circuit de fluide sous pression passant à l'intérieur dudit planétaire. - le moteur thermique a un nombre de cylindres égal ou supérieur à trois. - le groupe motopropulseur hybride a un encombrement transversal inférieur à 950 mm. - l'axe du porte-satellite est couplé à l'arbre du moteur thermique, l'axe du planétaire est couplé à l'arbre de l'entité électrique et la couronne est reliée aux roues motrices. - les éléments du groupe motopropulseur hybride sont disposés dans l'ordre suivant : moteur thermique ; train épicycloïdal et dispositif d'embrayage ; entité électrique. o the disks of the two said cooperating so as to secure all the elements of the epicyclic train in their rotational movement. the clutch disks are moved by a sliding abutment between two positions: a clutch position where it crushes said disks so that they cooperate to secure all the elements of the epicyclic gear in their rotational movement, a disengaging position where it does not crush said disks so that they do not cooperate together. a first series of clutch disks is integral with the ring gear and a second series of clutch disks is integral with the sun gear, the stop sliding in a sealed chamber formed in said sun gear, said chamber communicating with a fluid circuit under pressure passing inside said sun gear. the heat engine has a number of cylinders equal to or greater than three. the hybrid powertrain has a transverse size of less than 950 mm. - The axis of the planet carrier is coupled to the shaft of the engine, the axis of the sun gear is coupled to the shaft of the electrical entity and the ring is connected to the drive wheels. the elements of the hybrid powertrain are arranged in the following order: heat engine; epicyclic gear train and clutch device; electrical entity.
Description des figures. Description of the figures.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description d'un mode de réalisation préféré qui va suivre, en 2968608 -5 Other advantages and features of the invention will appear better on reading the description of a preferred embodiment which follows, in 2968608 -5.
référence aux dessins annexés, réalisés à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels : - la figure 1 schématise un groupe motopropulseur conforme à l'invention et son implantation dans un véhicule automobile, 5 - les figures 2a et 2b montrent des détails de conception du dispositif d'embrayage, ce dernier étant respectivement en position débrayée et en position embrayée. reference to the accompanying drawings, made as indicative and non-limiting examples and in which: - Figure 1 shows a powertrain according to the invention and its implementation in a motor vehicle, - 2a and 2b show details design of the clutch device, the latter being respectively in the disengaged position and in the engaged position.
Modes de réalisation préférés de l'invention. Le groupe motopropulseur hybride objet de l'invention est particulièrement, mais non exclusivement, destiné à être implanté dans un véhicule automobile en position transversale. Preferred Embodiments of the Invention The hybrid powertrain object of the invention is particularly, but not exclusively, intended to be implanted in a motor vehicle in a transverse position.
15 Le groupe motopropulseur est susceptible d'utiliser deux sources d'énergie différentes, une provenant d'un seul moteur thermique Mt classique alimenté en carburant (essence et/ou gaz) et autre provenant d'une seule entité électrique M/Ge. Cette dernière fonctionne selon deux modes : un mode moteur où la puissance générée par ladite entité est utilisée pour propulser le véhicule, 20 et un mode générateur où ladite entité transforme tout ou partie de la puissance du moteur thermique Mt et/ou du freinage en électricité. Une ou plusieurs batteries B sont reliées à l'entité électrique M/Ge. Lorsque cette dernière fonctionne en moteur électrique, elle utilise l'énergie disponible dans les batteries B. Et lorsqu'elle fonctionne en générateur électrique, elle recharge les 25 batteries B. Lorsque le véhicule automobile n'est pas utilisé, les batteries B peuvent être branchées sur le réseau électrique de façon à les recharger. De cette manière, avant d'effectuer un trajet, la charge des batteries B est maximale. The powertrain is likely to utilize two different energy sources, one from a single conventional Mt fuel engine fueled (gasoline and / or gas) and the like from a single M / Ge electrical unit. The latter operates in two modes: a motor mode where the power generated by said entity is used to propel the vehicle, 20 and a generator mode where said entity transforms all or part of the heat engine power Mt and / or braking into electricity . One or more batteries B are connected to the electrical entity M / Ge. When the latter operates as an electric motor, it uses the energy available in the batteries B. And when it operates as an electric generator, it recharges the 25 batteries B. When the motor vehicle is not used, the batteries B can be connected to the power grid so that they can be recharged. In this way, before making a journey, the charge of the batteries B is maximum.
30 De manière classique, un onduleur ou inverteur (non représenté) permet de contrôler l'entité électrique M/Ge pour la faire fonctionner soit comme 10 2968608 -6 Typically, an inverter or inverter (not shown) is used to control the M / Ge electrical entity to operate it either as a 2968608 -6
moteur, soit comme générateur. L'onduleur convertit le courant continu des batteries en courant alternatif pour entraîner l'entité électrique M/Ge. D'autre part, il transforme le courant alternatif venant de l'entité électrique M/Ge en courant continu pour recharger les batteries B. 5 Le groupe motopropulseur hybride peut fonctionner en mode « tout électrique » (seule l'entité électrique M/Ge est utilisée), en mode « tout thermique » (seul le moteur thermique Mt est utilisé) ou en mode « hybride » (l'entité électrique M/Ge et le moteur thermique Mt sont utilisés). Le passage 10 d'un mode à l'autre est bien connu de l'homme du métier, la gestion des puissances étant par exemple décrite dans les documents brevets suivants : US 2003/0078127 (KRAMER), US 6.886.648 (HATA), US 5.713.814 (HARA), US 6.110.066 (NEDUNGADI), US 2009/277701 (SOMA), US 2009/259355 (LI), FR 2.839.023 (RENAULT), FR 2.828.140 (RENAULT), FR 2.814.989 15 (RENAULT), FR 2.923.438 (RENAULT), EP 1.142.741 (JATCO), EP 1.655.165 (TOYOTA), EP 2.071.285 (TOYOTA), EP 1.256.476 (FORD), JP 9150638 (AISIN), JP 2003011682 (HITACHI) ou CN 101439664 (TIANJIN). En pratique, une unité de commande contrôle le fonctionnement du moteur thermique Mt et de l'entité électrique M/Ge. Cette unité UC se présente généralement sous la 20 forme d'un ou plusieurs processeurs ou microprocesseurs configurés pour exécuter un ou plusieurs programmes, sous-programmes, microprogrammes ou tous autres types de software équivalents, afin de gérer le fonctionnement du groupe motopropulseur et en particulier la stratégie d'hybridation, la répartition des puissances, les couples du moteur thermique Mt et de l'entité électrique 25 M/Ge, etc. engine, either as a generator. The inverter converts the direct current of the batteries into alternating current to drive the M / Ge electrical entity. On the other hand, it transforms the alternating current coming from the M / Ge electrical entity into direct current to recharge the batteries B. 5 The hybrid powertrain can operate in "all electric" mode (only the electric entity M / Ge is used), in "all thermal" mode (only the Mt heat engine is used) or in "hybrid" mode (the electric entity M / Ge and the heat engine Mt are used). Switching from one mode to another is well known to those skilled in the art, the power management being for example described in the following patent documents: US 2003/0078127 (KRAMER), US 6.886.648 (HATA) , US 5,713,814 (HARA), US 6,110,066 (NEDUNGADI), US 2009/277701 (SOMA), US 2009/259355 (LI), FR 2.839.023 (RENAULT), FR 2.828.140 (RENAULT), FR 2.814.989 15 (RENAULT), FR 2.923.438 (RENAULT), EP 1.142.741 (JATCO), EP 1.655.165 (TOYOTA), EP 2.071.285 (TOYOTA), EP 1.256.476 (FORD), JP 9150638 (AISIN), JP 2003011682 (HITACHI) or CN 101439664 (TIANJIN). In practice, a control unit controls the operation of the heat engine Mt and the electrical entity M / Ge. This CPU unit is generally in the form of one or more processors or microprocessors configured to execute one or more programs, subroutines, firmware or any other equivalent type of software, in order to manage the operation of the powertrain and in particular the hybridization strategy, the distribution of the powers, the torques of the heat engine Mt and the electrical entity 25 M / Ge, etc.
En se rapportant à la figure 1, un train épicycloïdal Epi accouple le moteur thermique Mt, l'entité électrique M/Ge et les roues motrices R du véhicule. Le train épicycloïdal Epi est formé d'un porte-satellite 1, d'un 30 planétaire 2 et d'une couronne 3. Des satellites 4 sont montés mobiles en - 7 Referring to Figure 1, an Epi epicyclic train couples the heat engine Mt, the electrical entity M / Ge and the drive wheels R of the vehicle. The Epi epicyclic gear train is formed of a planet carrier 1, a planet gear 2 and a crown 3. Satellites 4 are movably mounted in the form of 7
rotation sur le porte-satellite 1 et s'engrènent sur le planétaire 2 et sur la couronne 3. Ces différents éléments s'engrènent dans une zone d'engrenage Z. rotation on the planet carrier 1 and meshes with the sun gear 2 and the ring gear 3. These different elements mesh with a gear zone Z.
Conformément à l'invention, le groupe motopropulseur est disposé de manière transversale dans le véhicule, c'est-à-dire que l'arbre du moteur thermique Mt, l'arbre de l'entité électrique M/Ge et les axes des différents éléments 1, 2, 3, 4 du train épicycloïdal Epi sont parallèles et orientés dans la largeur dudit véhicule, parallèlement à l'axe des roues. According to the invention, the powertrain is arranged transversely in the vehicle, that is to say that the engine shaft Mt, the shaft of the electrical entity M / Ge and the axes of the different elements 1, 2, 3, 4 Epi epicyclic train are parallel and oriented in the width of said vehicle, parallel to the axis of the wheels.
Selon le mode préféré de réalisation représenté sur la figure 1 : - l'axe 10 du porte-satellite 1 est couplé à l'arbre du moteur thermique Mt, - l'axe 20 du planétaire 2 est couplé à l'arbre de l'entité électrique M/Ge ; - la couronne est reliée aux roues motrices R, via des pignons relais 5 et un pont différentiel 6. According to the preferred embodiment shown in FIG. 1: the axis 10 of the planet carrier 1 is coupled to the shaft of the heat engine Mt, the axis 20 of the planet gear 2 is coupled to the shaft of the M / Ge electrical entity; - The crown is connected to the driving wheels R, via relay gears 5 and a differential bridge 6.
L'homme du métier peut toutefois prévoir une autre configuration de train épicycloïdal. Those skilled in the art may, however, provide another planetary gear configuration.
Le train épicycloïdal Epi implique un équilibre entre le couple du moteur thermique Mt et le couple de l'entité électrique M/Ge. Cet équilibre est issu de l'équation (eq1) suivante : CM/Ge = Cmt x [-Zp/(2x(Zp+Zs))] (eq 1) Où: - CM/Ge = couple de l'entité électrique M/Ge ; - Cmt = couple du moteur thermique Mt ; - Zp = nombre de dents du planétaire 2 ; - Zs = nombre de dents des satellites 4. The Epi epicyclic train involves a balance between the torque of the heat engine Mt and the torque of the electrical entity M / Ge. This equilibrium comes from the following equation (eq1): CM / Ge = Cmt x [-Zp / (2x (Zp + Zs))] (eq 1) Where: - CM / Ge = torque of the electrical entity M / Ge; - Cmt = torque of the heat engine Mt; Zp = number of teeth of the sun gear 2; - Zs = number of teeth of the satellites 4.
L'arbre rotatif 10 du porte-satellite 1 est susceptible de transmettre la puissance du moteur thermique Mt à la couronne 3 via les satellites 4. La couronne 3 transmet alors sa puissance aux roues R via les pignons relais 5 et le pont différentiel 6. 2968608 -8 The rotary shaft 10 of the planet carrier 1 is capable of transmitting the power of the heat engine Mt to the crown 3 via the satellites 4. The ring gear 3 then transmits its power to the wheels R via the relay gears 5 and the differential bridge 6. 298608 -8
L'arbre 10 est également susceptible de transmettre tout ou partie de la puissance du moteur thermique Mt au planétaire 2 via les satellites 4. Le planétaire 2 peut alors entraîner l'entité électrique M/Ge fonctionnant en générateur afin de transformer tout ou partie de la puissance du moteur 5 thermique Mt en électricité. L'arbre du moteur thermique Mt peut être pourvu d'un moyen de blocage, de type frein, permettant de freiner ou bloquer sa rotation. The shaft 10 is also capable of transmitting all or part of the power of the heat engine Mt to the sun gear 2 via the satellites 4. The sun gear 2 can then drive the electrical entity M / Ge operating as a generator in order to transform all or part of Mt 5 thermal motor power in electricity. The shaft of the heat engine Mt may be provided with a locking means, brake type, for braking or blocking its rotation.
L'arbre rotatif 20 du planétaire 2 est susceptible de transmettre la 10 puissance de l'entité électrique M/Ge à la couronne 3 via les satellites 4. La couronne 3 transmet alors sa puissance (issue du moteur thermique et de l'entité électrique) aux roues R via les pignons relais 5 et le pont différentiel 6. En bloquant la rotation du porte-satellite 1, la couronne 3 transmet uniquement la puissance issue de l'entité électrique M/Ge aux roues R. 15 L'arbre 20 est également susceptible de transmettre une partie de la puissance de l'entité électrique M/Ge au porte-satellite 1 via les satellites 4. Le porte-satellite 1 peut alors entraîner le moteur thermique Mt pour le démarrer. Lors du freinage du véhicule, la couronne 3 est susceptible de transmettre une partie de la puissance de freinage au planétaire 2 via les 20 satellites 4. Le planétaire 2 peut alors entraîner l'entité électrique M/Ge fonctionnant en générateur afin de transformer une partie de la puissance du freinage en électricité. The rotary shaft 20 of the sun gear 2 is capable of transmitting the power of the electric entity M / Ge to the ring gear 3 via the satellites 4. The ring gear 3 then transmits its power (from the heat engine and from the electrical entity ) to the wheels R via the relay gears 5 and the differential bridge 6. By blocking the rotation of the planet carrier 1, the ring gear 3 transmits only the power from the electrical entity M / Ge to the wheels R. The shaft 20 It is also capable of transmitting a portion of the power of the electrical entity M / Ge to the planet carrier 1 via the satellites 4. The planet carrier 1 can then drive the heat engine Mt to start it. During the braking of the vehicle, the ring gear 3 is capable of transmitting a portion of the braking power to the sun gear 2 via the 20 satellites 4. The sun gear 2 can then drive the M / Ge electric entity operating as a generator in order to transform a part of the braking power. braking power in electricity.
Une roue libre 70 est avantageusement reliée au porte-satellite 1 de 25 façon à ce que le moteur thermique Mt ne tourne que dans un sens. Cette roue libre 70 est fixe par rapport au carter C. Cette roue libre 70 évite de faire tourner le moteur thermique Mt à l'envers lorsque le groupe motopropulseur fonctionne en mode « tout électrique » et que le véhicule roule en marche avant. Elle permet également de bloquer le moteur thermique Mt lors du passage du mode 30 « hybride » au mode « tout électrique » : la roue libre empêchant le mouvement de rotation inverse du moteur thermique, on peut aisément bloquer sa rotation. 2968608 -9 Un dispositif d'embrayage E est configuré pour solidariser les différents éléments 1, 2, 3, 4 du train épicycloïdal Epi dans leur mouvement de rotation. En d'autres termes, lorsque le dispositif d'embrayage E est actionné, le porte- 5 satellite 1, le planétaire 2, la couronne 3 et les satellites 4 sont solidarisés entre eux, mais l'ensemble continue de tourner dans le même sens. La couronne 3, l'arbre du moteur thermique Mt et l'arbre de l'entité électrique M/Ge forment alors un engrenage de raison 1, de façon à ce que les deux puissances motrices s'additionnent et soient transférées aux roues motrices R. On obtient 10 ce résultat lorsque le dispositif d'embrayage solidarise le porte-satellite 1 à la couronne 3 ; ou le planétaire 2 au porte-satellite 1 ; ou le planétaire 2 à la couronne 3 ; ou en bloquant les satellites 4. Lorsque le conducteur a besoin d'un regain de puissance instantanée (cas d'une reprise ou d'une accélération brusque), le dispositif d'embrayage est activé pour solidariser l'arbre du moteur 15 thermique Mt et l'arbre de l'entité électrique M/Ge et combiner les puissances motrices. A free wheel 70 is advantageously connected to the planet carrier 1 so that the heat engine Mt only rotates in one direction. This freewheel 70 is fixed relative to the casing C. This freewheel 70 avoids turning the heat engine Mt upside down when the powertrain operates in "all-electric" mode and the vehicle is moving forward. It also makes it possible to block the heat engine Mt during the transition from the "hybrid" mode to the "all electric" mode: the freewheel preventing the reverse rotation movement of the heat engine, it is easy to block its rotation. A clutch device E is configured to secure the various elements 1, 2, 3, 4 of the Epi epicyclic gear train in their rotational movement. In other words, when the clutch device E is actuated, the planet carrier 1, the sun gear 2, the ring gear 3 and the satellites 4 are secured to each other, but the assembly continues to rotate in the same direction. . The ring 3, the shaft of the heat engine Mt and the shaft of the electrical entity M / Ge then form a gear of reason 1, so that the two power units add up and are transferred to the driving wheels R This result is obtained when the clutch device secures the planet carrier 1 to the crown 3; or the sun gear 2 to the planet carrier 1; or the sun gear 2 to the crown 3; 4. When the driver needs an instantaneous boost of power (in the case of a resumption or a sudden acceleration), the clutch device is activated to secure the shaft of the engine thermal Mt. and the tree of the electric entity M / Ge and combine the driving powers.
Le groupe motopropulseur étant disposé de manière transversale dans le véhicule, il est intéressant que l'encombrement du dispositif d'embrayage soit 20 réduit au minimum. Pour cela, et conformément à l'invention, le dispositif d'embrayage E est agencé autour de la couronne 3, en étant solidaire ou non de cette dernière. Selon le mode préféré de réalisation schématisé sur les figures annexées, le dispositif d'embrayage est agencé sur la périphérie externe de la couronne 3, au-dessus de la zone d'engrenage Z. De cette façon, 25 l'encombrement du dispositif d'embrayage se superpose à (ou est « absorbé par ») l'encombrement de la couronne 3, et plus généralement à l'encombrement du train épicycloïdal Epi, rendant le groupe motopropulseur très compact. Les éléments du groupe motopropulseur peuvent alors être disposés dans l'ordre suivant : moteur thermique Mt ; train épicycloïdal Epi + 30 dispositif d'embrayage E ; entité électrique M/Ge, l'ensemble ayant des transmissions de longueurs relativement équilibrées. L'encombrement 2968608 - 10- Since the power train is transversely disposed in the vehicle, it is advantageous for the clutch device size to be kept to a minimum. For this, and in accordance with the invention, the clutch device E is arranged around the ring 3, being integral or not of the latter. According to the preferred embodiment shown diagrammatically in the appended figures, the clutch device is arranged on the outer periphery of the ring 3, above the gear zone Z. In this way, the bulk of the device of FIG. clutch is superimposed on (or is "absorbed by") the size of the ring 3, and more generally to the size of the Epi epicyclic train, making the powertrain very compact. The elements of the powertrain can then be arranged in the following order: heat engine Mt; epicyclic gear train Epi + 30 clutch device E; M / Ge electrical entity, the assembly having transmissions of relatively balanced lengths. Clutter 2968608 - 10-
transversal L du groupe motopropulseur peut être inférieure à 950 mm, par exemple compris entre 850 mm et 900 mm, préférentiellement environ 870 mm, rendant possible l'utilisation d'un moteur thermique dont le nombre de cylindres est égal ou supérieur à trois. Toutefois, l'invention s'applique également à un 5 groupe motopropulseur où le moteur thermique comporte moins de trois cylindres. La réduction de l'encombrement est telle que la couronne 3 peut être montée libre en rotation sur le carter C en utilisant des roulements d'un seul côté, en porte-à-faux. 10 Sur les figures annexées, le dispositif d'embrayage E est préférentiellement configuré pour solidariser le planétaire 2 à la couronne 3 mais il peut être configuré pour solidariser le porte-satellite 1 à ladite couronne ou ledit porte-satellite audit planétaire, ou tout autre paire d'éléments du train 15 épicycloïdal Epi permettant de solidariser l'ensemble desdits éléments. transverse L of the powertrain may be less than 950 mm, for example between 850 mm and 900 mm, preferably about 870 mm, making it possible to use a heat engine whose number of cylinders is equal to or greater than three. However, the invention also applies to a powertrain where the engine has less than three cylinders. The reduction in size is such that the ring gear 3 can be rotatably mounted on the casing C using single-sided bearings, cantilevered. In the appended figures, the clutch device E is preferably configured to secure the sun gear 2 to the ring gear 3, but it can be configured to secure the planet carrier 1 to said ring gear or said planet carrier to said sun gear, or any other pair of elements Epic epicyclic train 15 for securing all of said elements.
Le dispositif d'embrayage E peut comprendre un organe du type crabot ou frein. On préfère toutefois employer des séries de disques d'embrayage susceptibles de coopérer de façon à solidariser les différents éléments 1, 2, 3, 4 20 du train épicycloïdal Epi dans leur mouvement de rotation. En se rapportant plus particulièrement aux figures 2a et 2b, le dispositif d'embrayage E comprend une première série de disques d'embrayage 300 agencée avec l'un des éléments 1, 2, 3 ou 4 du train épicycloïdal Epi et une seconde série de disques d'embrayage 200 agencée avec un autre élément dudit train. Ces 25 disques sont conçus de sorte qu'ils s'accouplent, par exemple par frottement, lorsqu'ils sont en contact. Dans le mode préféré de réalisation, les disques 300 de la première série sont agencés sur la périphérie externe de la couronne 3, sensiblement au dessus de la zone d'engrenage Z du train épicycloïdal Epi. En pratique, les 30 disques 300 sont solidaires en rotation de la couronne 3, mais montés glissant sur cette dernière. 2968608 -11- The clutch device E may comprise a member of the clutch or brake type. However, it is preferred to employ series of clutch discs capable of cooperating so as to secure the various elements 1, 2, 3, 4 of the Epi epicyclic gear train in their rotational movement. Referring more particularly to FIGS. 2a and 2b, the clutch device E comprises a first series of clutch disks 300 arranged with one of the elements 1, 2, 3 or 4 of the Epi epicyclic gear train and a second series of clutch disks 200 arranged with another element of said train. These discs are designed so that they mate, for example by friction, when in contact. In the preferred embodiment, the discs 300 of the first series are arranged on the outer periphery of the ring gear 3, substantially above the gear zone Z of the epicyclic gear train Epi. In practice, the discs 300 are integral in rotation with the crown 3, but mounted sliding on the latter. 2968608 -11-
Les disques 200 de la seconde série sont agencés avec le planétaire 2. En pratique, les disques 200 sont solidaires en rotation du planétaire 2, mais montés glissant sur ce dernier. Le planétaire 2 comprend une partie 21 venant recouvrir les disques 300 de la première série. Les disques 200 de la seconde 5 série sont agencés dans cette partie de recouvrement 21 de façon à pouvoir coopérer avec les disques 300 de la première série et solidariser la couronne 3 au planétaire 2. Il est bien évidemment possible de modifier la position des disques 200 et 300. The disks 200 of the second series are arranged with the sun gear 2. In practice, the disks 200 are integral in rotation with the sun gear 2, but mounted sliding on the latter. The sun gear 2 comprises a portion 21 coming to cover the discs 300 of the first series. The disks 200 of the second series 5 are arranged in this covering part 21 so as to cooperate with the disks 300 of the first series and to secure the ring gear 3 to the sun gear 2. It is of course possible to modify the position of the disks 200. and 300.
10 Les disques 200, 300 sont avantageusement mus par une butée 201 qui coulisse entre deux positions : une position de débrayage (figure 2a) où elle n'écrase pas lesdits disques de sorte qu'ils ne coopèrent pas ensemble ; et une position d'embrayage (figure 2b) où elle écrase lesdits disques de sorte qu'ils coopèrent pour solidariser l'ensemble des éléments 1, 2, 3, 4 du train 15 épicycloïdal Epi dans leur mouvement de rotation. En pratique, la butée 201 coulisse dans une chambre étanche réalisée dans le planétaire 2 et plus particulièrement dans sa partie de recouvrement 21. Cette chambre communique avec un circuit de fluide sous pression 22 passant à l'intérieur du planétaire 2. On prévoit un joint tournant 23 entre l'arbre 20 du planétaire 2 et le 20 carter C de manière à pouvoir alimenter facilement le circuit 22 avec un fluide sous pression. Lorsqu'un fluide sous pression est injecté dans le circuit 22 (figure 2b), ledit fluide va exercer une pression sur la butée 201 qui va avoir tendance à la pousser contre les disques 200 de la seconde série. Ces derniers vont se 25 déplacer et rentrer en contact avec les disques 300 de la première série, l'ensemble des disques se trouvant comprimé. Et lorsque l'injection du fluide sous pression cesse, un ressort de rappel 203 est agencé dans la chambre de sorte qu'il repousse la butée 201 vers la position de débrayage (figure 2a). Dans cette configuration, les disques 200, 300 ne sont plus écrasés. 30 The disks 200, 300 are advantageously driven by a stop 201 which slides between two positions: a disengaging position (FIG. 2a) where it does not crush said disks so that they do not cooperate together; and a clutch position (Figure 2b) where it crushes said disks so that they cooperate to secure all of the elements 1, 2, 3, 4 Epi epicyclic gear in their rotational movement. In practice, the stop 201 slides in a sealed chamber formed in the sun gear 2 and more particularly in its covering portion 21. This chamber communicates with a pressurized fluid circuit 22 passing inside the sun gear 2. A seal is provided rotating 23 between the shaft 20 of the sun gear 2 and the casing C so as to easily feed the circuit 22 with a fluid under pressure. When a pressurized fluid is injected into the circuit 22 (FIG. 2b), said fluid will exert pressure on the stop 201 which will tend to push it against the discs 200 of the second series. The latter will move and come into contact with the disks 300 of the first series, all the disks being compressed. And when the injection of the fluid under pressure ceases, a return spring 203 is arranged in the chamber so that it pushes the stop 201 to the disengaged position (Figure 2a). In this configuration, the disks 200, 300 are no longer overwritten. 30
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| CN106994894A (en) * | 2017-05-16 | 2017-08-01 | 福建万润新能源科技有限公司 | A kind of single motor depth hybrid drive system |
| WO2022218560A1 (en) * | 2021-04-15 | 2022-10-20 | Zf Friedrichshafen Ag | Hybrid transmission arrangement |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| FR2968608B1 (en) | 2013-06-28 |
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