FR2992263A1 - Driving mechanism for car, has electric machine co-operating with thermal engine and/or transmission, and electromagnetically controllingly connected to thermal engine, intermediate transmission or transmission via clutch - Google Patents
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Abstract
Description
Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un dispositif d'entrainement d'un véhicule automobile équipé d'un moteur thermique relié à une transmission par un premier embrayage commandé et d'au moins une machine électrique reliée au moteur thermique et/ou à la transmission. Etat de la technique Les dispositifs d'entrainement correspondent au type dé- fini ci-dessus sont connus de manière générale. Dans le cadre du con- trôle public des émissions de matières polluantes de véhicules automobiles et à cause de l'augmentation croissante du coût du carburant, l'importance des systèmes de réduction de la consommation en carburant et de la réduction des émissions de matières polluantes en particulier des émissions de CO2 prennent de l'importance. Les disposi- tifs d'entrainement hybrides combinant un moteur thermique et une machine électrique comme élément d'entrainement récupèrent l'énergie dégagée au freinage ou par exemple dans une descente en récupérant cette énergie et en l'utilisant par exemple pour alimenter le réseau embarqué du véhicule. Cela permet de diminuer la consommation de car- burant. La machine électrique qui, dans ces conditions, fonctionne comme générateur peut également fonctionner comme moteur électrique pour assister le moteur thermique en fournissant un couple d'origine électrique. Il est, en outre, possible de réduire de manière ciblée le couple moteur du moteur thermique et de le compenser par le couple électrique fourni par la machine électrique. Ce déplacement du point de charge permet de réduire encore plus la consommation de carburant. Dans le cas d'une liaison de la machine électrique côté transmission, il est possible d'appliquer un procédé purement électrique. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour objet un dispositif d'entrainement du type défini ci-dessus caractérisé en ce que la machine électrique est reliée au moteur thermique ou à la transmission par l'intermédiaire d'un second embrayage électro magnétique commandé.Field of the Invention The present invention relates to a driving device of a motor vehicle equipped with a heat engine connected to a transmission by a first controlled clutch and at least one electric machine connected to the engine and / or transmission. STATE OF THE ART The training devices corresponding to the type defined above are generally known. In the context of the public control of pollutant emissions from motor vehicles and the increasing cost of fuel, the importance of systems for reducing fuel consumption and reducing emissions of pollutants in particular CO2 emissions are gaining importance. Hybrid driving devices combining a heat engine and an electric machine as a driving element recover the energy released during braking or for example in a descent by recovering this energy and using it, for example, to power the on-board network. of the vehicle. This reduces the fuel consumption. The electric machine which, under these conditions, functions as a generator can also function as an electric motor to assist the engine by providing electric torque. It is also possible to reduce the engine torque of the engine in a targeted manner and to compensate for it by the electric torque supplied by the electric machine. This displacement of the point of charge makes it possible to reduce even more the fuel consumption. In the case of a connection of the transmission-side electric machine, it is possible to apply a purely electrical process. DESCRIPTION AND ADVANTAGES OF THE INVENTION The subject of the present invention is a drive device of the type defined above, characterized in that the electric machine is connected to the heat engine or to the transmission via a second electro-clutch. magnetic controlled.
Le dispositif d'entrainement selon l'invention a l'avantage une faible usure et de pouvoir commuter simplement et rapidement, c'est-à-dire que la machine électrique peut être couplée facilement et rapidement à la ligne de transmission ou en être découplée. Le dispositif d'entrainement selon l'invention a également l'avantage que la machine électrique est découplée automatiquement lorsqu'il n'y a pas de courant. Cela résulte des caractéristiques de l'invention telles que définies ci-dessus, grâce à la machine électrique couplée par un second embrayage électromagnétique commandé, au moteur thermique et à la transmission. Le second embrayage transmet ainsi un couple seulement s'il est commandé électriquement c'est-à-dire alimenté en réalisant ainsi le couplage électromagnétique entre l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie de l'embrayage. Comme l'effet électromagnétique de l'embrayage dépend de l'alimentation en énergie, cela permet en outre de faire passer sim- plement et rapidement le second embrayage en mode patinage. De façon préférentielle, le second embrayage est un embrayage à poudre magnétique qui constitue un embrayage de liaison par frottement avec une plaque de pression d'entrainement et une plaque de pression de sortie entre lesquelles il y a une poudre métal- ligue ou un gel métallique. De façon préférentielle, l'électroaimant logé dans la plaque de pression est aimanté par l'activation des particules métalliques et se durcit, réalisant une liaison par la force entre les plaques de pression et plaque de poussée. Suivant la tension appliquée, on réalise ainsi une liaison solidaire en rotation ou une liaison avec patinage. En variante, le second embrayage est, de préférence, un embrayage à fluide magnétorhéologique. Sa structure est analogue à celle de l'embrayage à poudre magnétique mais à la place de poudre métallique, il utilise un liquide magnétorhéologique. Sous l'influence du champ magnétique, ce fluide change de consistance en passant d'un état liquide à un état de gel. A la différence de l'embrayage à poudre magnétique, l'embrayage à fluide magnétorhéologique a une meilleure étanchéité, un moindre frottement interne et ainsi une moindre usure et un moindre dégagement de chaleur tout en ayant une meilleure évacua- tion de la chaleur. Ce dispositif peut se réaliser sous une configuration en disque ou en tambour. Selon un développement avantageux de l'invention, la machine électrique est reliée au vilebrequin du moteur thermique par le second embrayage. Cette liaison côté moteur fait que la vitesse de rota- tion du moteur thermique permet une utilisation proportionnelle entre la vitesse de rotation du moteur thermique et la machine électrique comme moteur de démarreur pour le moteur thermique. De façon particulièrement préférentielle, la machine élec- trique est reliée par le second embrayage à une transmission intermé- diaire reliée au vilebrequin, notamment une transmission réductrice. La transmission intermédiaire peut être une transmission à courroie ou à chaine, ou encore comme à engrenage. La machine électrique s'intègre ainsi de manière simple et économique. Le second embrayage est prévu avantageusement entre la transmission intermédiaire et la machine électrique. Le second embrayage permet de découpler la machine électrique pour éviter des pertes d'entrainement lorsque la machine électrique n'est pas nécessaire pour le moteur thermique. Le démarrage du moteur thermique est réalisé non seulement par la machine élec- trique mais notamment à l'aide du second embrayage qui sera fermé pour démarrer le moteur thermique pendant que la machine électrique génère le couple. Le courant dans le stator de la machine électrique n'est ainsi fourni que juste pour une phase, ce qui décharge les con- traintes exercées sur les semi conducteurs de puissance et le circuit intermédiaire qui peut être de dimensions plus petites. Selon un développement avantageux de l'invention, la machine électrique est reliée par le second embrayage à l'arbre d'entrée de la transmission. La liaison côté transmission évite les pertes par la tramée du moteur thermique en mode de récupération (mode dyna- mique) et en mode d'assistance et aussi dans le cas de la circulation purement électrique. Il en résulte une économie encore plus élevée de carburant et d'émission de CO2. La récupération est également possible dans des phases de poussée, c'est-à-dire lorsque le moteur thermique est couplé.The drive device according to the invention has the advantage of low wear and can switch easily and quickly, that is to say that the electric machine can be coupled easily and quickly to the transmission line or be decoupled . The training device according to the invention also has the advantage that the electric machine is decoupled automatically when there is no current. This results from the characteristics of the invention as defined above, thanks to the electric machine coupled by a second controlled electromagnetic clutch, the engine and the transmission. The second clutch transmits a torque only if it is electrically controlled that is to say supplied thereby achieving the electromagnetic coupling between the input shaft and the output shaft of the clutch. Since the electromagnetic effect of the clutch depends on the power supply, it also allows the second clutch to simply and rapidly switch to slip mode. Preferably, the second clutch is a magnetic powder clutch which constitutes a friction link clutch with a drive pressure plate and an outlet pressure plate between which there is a metal-metal powder or a metal gel. . Preferably, the electromagnet housed in the pressure plate is magnetized by the activation of the metal particles and hardens, making a connection by force between the pressure plates and thrust plate. Depending on the voltage applied, a rotationally solid connection or a sliding connection is thus produced. In a variant, the second clutch is preferably a magnetorheological fluid clutch. Its structure is similar to that of the magnetic powder clutch but instead of metal powder, it uses a magnetorheological liquid. Under the influence of the magnetic field, this fluid changes consistency from a liquid state to a gel state. Unlike the magnetic powder clutch, the magnetorheological fluid clutch has a better seal, less internal friction and thus less wear and less heat while having better heat dissipation. This device can be realized under a disk or drum configuration. According to an advantageous development of the invention, the electric machine is connected to the crankshaft of the engine by the second clutch. This connection on the motor side means that the rotational speed of the heat engine allows proportional use between the rotational speed of the heat engine and the electric machine as a starter motor for the engine. In a particularly preferred manner, the electric machine is connected by the second clutch to an intermediate transmission connected to the crankshaft, in particular a reducing transmission. The intermediate transmission may be a belt or chain transmission, or as a gear. The electric machine is thus integrated in a simple and economical way. The second clutch is advantageously provided between the intermediate transmission and the electric machine. The second clutch decouples the electric machine to prevent loss of drive when the electric machine is not necessary for the engine. The starting of the engine is performed not only by the electric machine but in particular by means of the second clutch which will be closed to start the engine while the electric machine generates the torque. The current in the stator of the electric machine is thus provided only for one phase, which relieves the stresses exerted on the power semiconductors and the intermediate circuit which may be smaller in size. According to an advantageous development of the invention, the electric machine is connected by the second clutch to the input shaft of the transmission. The link on the transmission side avoids losses by the thermal motor in the recovery mode (dynamic mode) and in the assistance mode and also in the case of purely electric traffic. This results in even higher fuel economy and CO2 emissions. Recovery is also possible in thrust phases, that is to say when the heat engine is coupled.
En reliant la machine électrique à l'arbre d'entrée de la transmission, lorsque la machine électrique est utilisée comme générateur pour l'alimentation du réseau embarqué lorsque la transmission est en position neutre et que le moteur thermique tourne au ralenti. De façon avantageuse, le premier embrayage est fermé. En ouvrant le se- cond embrayage pendant la phase de commutation, on évite en outre d'avoir à synchroniser la machine électrique par la bague de synchronisation prévue le cas échéant dans la transmission de préférence à plusieurs rapports de vitesse ; on diminue ainsi l'usure de la synchronisation et on a des temps de commutation plus rapide. De plus, le moteur électrique permet le démarrage par l'intermédiaire du second embrayage. Selon une variante de réalisation de l'invention, la ma- chine électrique est reliée à l'arbre de sortie de la transmission par le second embrayage. Ainsi, entre autre, il n'y a pas d'interruption de la force de freinage pendant l'étape de commutation de la transmission passant en phase de récupération (phase dynamique) et une coupure de la force de traction pendant une phase de commutation se compense au moins en partie par la machine électrique. Comme le second embrayage est ouvert en l'absence de courant, on est certain de la coupure aux vi- tesses élevées en cas de défaut. On évite, en outre, le démarrage par le second embrayage avec la machine électrique en rotation ce qui se traduit également par les avantages citées ci-dessus. Dans tous les cas, le couple moteur fourni par le moteur thermique n'est pas transmis par le second embrayage mais uniquement le couple de la machine électrique. Cela permet d'utiliser de petits embrayages électromagnétiques ou fonctionnant comme tels avec un couple de transmission, limité. Selon un développement avantageux de l'invention, la machine électrique est reliée par le second embrayage à une transmis- sion intermédiaire reliée à l'arbre d'entrée de transmission ou à l'arbre de sortie de transmission. La transmission intermédiaire est formée de préférence par les transmissions réductrices décrites ci-dessus, en particulier pour transformer des vitesses de rotation élevées de la machine électrique en un couple élevé.By connecting the electrical machine to the input shaft of the transmission, when the electric machine is used as a generator for the on-board power supply when the transmission is in the neutral position and the engine is idling. Advantageously, the first clutch is closed. By opening the second clutch during the switching phase, it is furthermore avoided to have to synchronize the electric machine by the synchronizing ring provided, if necessary, in the transmission, preferably at several speed ratios; this reduces the wear of the synchronization and has faster switching times. In addition, the electric motor allows starting via the second clutch. According to an alternative embodiment of the invention, the electric machine is connected to the output shaft of the transmission by the second clutch. Thus, among other things, there is no interruption of the braking force during the step of switching the transmission passing in the recovery phase (dynamic phase) and a cut of the traction force during a switching phase is at least partly offset by the electric machine. As the second clutch is open in the absence of current, it is certain that high speed shutdown is possible in the event of a fault. In addition, the starting by the second clutch with the rotating electric machine is avoided, which also results in the advantages mentioned above. In any case, the engine torque supplied by the heat engine is not transmitted by the second clutch but only the torque of the electric machine. This allows the use of small electromagnetic clutches or functioning as such with a limited transmission torque. According to an advantageous development of the invention, the electric machine is connected by the second clutch to an intermediate transmission connected to the transmission input shaft or to the transmission output shaft. The intermediate transmission is preferably formed by the reducing transmissions described above, in particular for converting high rotational speeds of the electric machine into high torque.
Suivant une autre caractéristique préférentielle, la machine électrique est reliée au second embrayage et à au moins un utilisateur notamment le compresseur d'installation de climatisation et/ou la pompe d'agent de refroidissement du véhicule. La liaison avec le se- cond embrayage et l'utilisateur se fait de préférence par une transmis- sion intermédiaire sous la forme d'une transmission à courroie ou à chaine ou encore un jeu de pignons pour transmettre le couple de la machine électrique au second embrayage et à l'utilisateur, le cas échéant, avec une démultiplication ou une réduction.According to another preferred feature, the electric machine is connected to the second clutch and to at least one user including the air conditioning installation compressor and / or the vehicle coolant pump. The connection with the second clutch and the user is preferably by an intermediate transmission in the form of a belt or chain transmission or a set of pinions for transmitting the torque of the electric machine to the second one. clutch and to the user, if necessary, with a reduction or reduction.
Dessins La présente invention sera décrite, ci-après, de manière plus détaillée à l'aide de différents modes de réalisation d'un dispositif d'entrainement de véhicule automobile représenté dans les dessins annexés dans lesquels : - les figures lA et 1B montrent un dispositif d'entrainement avec une machine électrique reliée au côté moteur, selon les deux premiers exemples de réalisation, - les figures 2A et 2B montrent deux seconds modes de réalisation du dispositif d'entrainement dans lesquels la machine électrique est re- liée à l'arbre d'entrée d'une transmission, - les figures 3A et 3B montrent des troisièmes modes de réalisation du dispositif d'entrainement dont la machine électrique est reliée à l'arbre de sortie de la transmission. Description de modes de réalisation de l'invention Les figures lA et 1B montrent deux exemples de réalisa- tion d'un dispositif d'entrainement 1 d'un véhicule automobile représenté schématiquement. Le dispositif d'entrainement 1 comporte un moteur thermique 2 dont le vilebrequin 3 est relié à un côté d'un premier embrayage 4 commandé. L'embrayage 4 est lui-même relié à une transmission 5 à plusieurs rapports de vitesse ou à des étages de dé- multiplication à sélection manuelle ou automatique ou en étant intégré dans un tel dispositif. L'embrayage 4 est relié à l'arbre d'entrée 6 de la transmission 5. Ici l'embrayage 4 est un embrayage à friction mais la plaque de pression peut être reliée l'arbre d'entrainement 3 et à l'autre plaque de pression de l'arbre d'entrée de transmission 6.Drawings The present invention will be described, in more detail below, using various embodiments of a motor vehicle driving device shown in the accompanying drawings in which: FIGS. 1A and 1B show a driving device with an electric machine connected to the motor side, according to the first two exemplary embodiments, - Figures 2A and 2B show two second embodiments of the drive device in which the electric machine is connected to the 3A and 3B show third embodiments of the drive device whose electrical machine is connected to the output shaft of the transmission. DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION Figs. 1A and 1B show two exemplary embodiments of a driving device 1 of a motor vehicle shown schematically. The drive device 1 comprises a heat engine 2 whose crankshaft 3 is connected to one side of a first controlled clutch 4. The clutch 4 is itself connected to a transmission 5 with several gear ratios or to demulcent stages with manual or automatic selection or by being integrated in such a device. The clutch 4 is connected to the input shaft 6 of the transmission 5. Here the clutch 4 is a friction clutch but the pressure plate can be connected to the drive shaft 3 and to the other plate pressure of the transmission input shaft 6.
L'arbre d'entré de transmission 6 est relié par un engre- nage approprié à l'arbre de sortie 7 de la transmission 5 lui-même relié aux roues motrices 8 du véhicule non détaillé ici. L'extrémité du vilebrequin 3 à l'opposé de celle de l'embrayage 4 est reliée par une transmission intermédiaire 9 ici sous la forme d'une transmission à courroie, à un second embrayage 10. Le second embrayage 10 est un embrayage électromagnétique, commandé. Il s'agit notamment d'un embrayage à poudre magnétique ou d'un embrayage à fluide magnétorhéologique. L'embrayage 10 comporte deux plaques de pression ou de poussée entre lesquelles se trouve la matière à effet magnétique qui est une poudre magnétique ou un liquide magnétorhéologique. L'une des plaques de poussée est reliée à la transmission intermédiaire 9 et l'autre plaque de poussée est reliée à l'arbre du rotor d'une machine électrique 11. De façon avantageuse, la transmission intermédiaire 9 est un réducteur 12 pour transformer la vitesse de rota- tion élevée de la machine électrique 11 en un couple élevé. La topologie présentée à la figure lA a l'avantage d' éviter des pertes d'entrainement par tramée en mode thermique du dispositif d'entrainement 1, en coupant la machine électrique 11 ou encore par exemple lorsqu'on atteint des vitesses de rotation critiques. De plus, la rotation de la machine électrique permet de démarrer le moteur thermique par l'embrayage 10. Le courant dans le stator de la machine électrique 11 est, dans ce cas, juste dans une phase qui se traduit par la libération des charges semi conducteur de puissance et du circuit in- termédiaire de la machine électrique 11. L'exemple de réalisation selon la figure 1B diffère de celui de la figure lA en ce que l'embrayage 10 est relié directement, c'est-à-dire sans transmission intermédiaire 9 au vilebrequin 3 du moteur thermique 2. La machine électrique 11 est en outre reliée à un autre utilisateur 13 qui ici est le compresseur de l'installation de climatisation du véhicule. La transmission à courroie 12 relie dans ce cas le moteur électrique ou machine électrique 11 à la fois à l'utilisateur 13 et à l'embrayage 10. Cela permet le fonctionnement en mode de climatisation ou de chauffage du véhicule avec la machine électrique 11 même si le moteur thermique 3 est coupé. Cette solution est avantageuse notamment pour des véhicules fonctionnant en un mode automatique marche/arrêt. De plus, l'entrainement à courroie 12 peut aussi entrainer plus qu'un utilisateur 13. Ainsi, on peut envisager de relier l'entrainement à courroie également à une pompe d'agent de refroidis- sement de sorte qu'aux faibles températures, on peut assurer le chauffage à l'arrêt en utilisant la chaleur résiduelle du bloc du moteur thermique 2 en faisant circuler l'agent de refroidissement lorsque le moteur thermique 2 est à l'arrêt à l'aide de la machine électrique 11 pour qu'il passe par l'échangeur de chaleur du chauffage de l'habitacle tra- versé par l'agent de refroidissement chaud. Les figures 2A et 2B montrent deux exemples de réalisa- tion du dispositif d'entrainement dans lesquels la machine électrique est reliée non pas côté moteur mais côté transmission. Pour le reste, ces exemples correspondent aux exemples de réalisation des figures lA et 1B. Dans les exemples de réalisation des figures 2A et 2B, la machine électrique est reliée à l'arbre d'entrée 6 de la transmission. La transmission intermédiaire 9 est reliée à l'extrémité de l'arbre d'entrée de transmission 6 à l'opposé de celle de l'embrayage 4 et avec l'embrayage 10.The transmission input shaft 6 is connected by an appropriate gear to the output shaft 7 of the transmission 5 which is itself connected to the driving wheels 8 of the vehicle which is not detailed here. The end of the crankshaft 3 opposite that of the clutch 4 is connected by an intermediate transmission 9 here in the form of a belt transmission, to a second clutch 10. The second clutch 10 is an electromagnetic clutch, ordered. These include a magnetic powder clutch or a magnetorheological fluid clutch. The clutch 10 comprises two pressure or thrust plates between which is the magnetic effect material which is a magnetic powder or a magnetorheological liquid. One of the thrust plates is connected to the intermediate transmission 9 and the other thrust plate is connected to the rotor shaft of an electric machine 11. Advantageously, the intermediate transmission 9 is a gearbox 12 to transform the high rotational speed of the electric machine 11 at a high torque. The topology shown in FIG. 1A has the advantage of avoiding transmission losses in the thermal mode of the drive device 1, by cutting the electric machine 11 or, for example, when critical speeds of rotation are reached. . In addition, the rotation of the electric machine makes it possible to start the thermal engine by the clutch 10. The current in the stator of the electric machine 11 is, in this case, just in a phase which results in the release of the semi-electric charges. The embodiment of FIG. 1B differs from that of FIG. 1A in that the clutch 10 is connected directly, that is to say without intermediate transmission 9 to the crankshaft 3 of the engine 2. The electric machine 11 is further connected to another user 13 which here is the compressor of the air conditioning system of the vehicle. The belt transmission 12 in this case connects the electric motor or electric machine 11 to both the user 13 and the clutch 10. This allows operation in the air conditioning or heating mode of the vehicle with the electric machine 11 even if the engine 3 is off. This solution is particularly advantageous for vehicles operating in an automatic on / off mode. In addition, the belt drive 12 may also cause more than one user 13. Thus, it may be possible to connect the belt drive also to a coolant pump so that at low temperatures, the stationary heating can be provided by using the residual heat of the block of the heat engine 2 by circulating the coolant when the heat engine 2 is stopped by means of the electric machine 11 so that it passes through the heat exchanger of the heating of the passenger compartment through which the hot coolant passes. FIGS. 2A and 2B show two embodiments of the drive device in which the electric machine is connected not on the motor side but on the transmission side. For the rest, these examples correspond to the exemplary embodiments of FIGS. 1A and 1B. In the exemplary embodiments of FIGS. 2A and 2B, the electrical machine is connected to the input shaft 6 of the transmission. The intermediate transmission 9 is connected to the end of the transmission input shaft 6 opposite that of the clutch 4 and with the clutch 10.
Comme précédemment, la transmission intermédiaire 9 peut être une transmission à courroie 12, une transmission à chaine ou une transmission à engrenage. Comme précédemment, dans cet exemple, la transmission peut également comporter un réducteur. La liaison côté transmission a l'avantage d'éviter les pertes par fonctionnement en mode de traction du moteur thermique 2 dans le mode de récupération et dans le mode d'assistance ainsi que pour le procédé purement électrique si bien que par comparaison avec la liaison côté moteur, on a une économie potentielle de carburant et ainsi de réduction importante des matières polluantes.As before, the intermediate transmission 9 may be a belt transmission 12, a chain transmission or a gear transmission. As previously, in this example, the transmission may also include a reducer. The link on the transmission side has the advantage of avoiding losses by operating in traction mode of the heat engine 2 in the recovery mode and in the assistance mode as well as for the purely electrical process, so that compared with the link motor side, there is a potential saving of fuel and thus significant reduction of pollutants.
La récupération dans cette topologique s'applique égale- ment dans les phases de poussée, c'est-à-dire lorsque le moteur thermique 2 est coupé ou à l'arrêt. En reliant l'arbre d'entrée de transmission 6 par un embrayage magnétique 10, on peut alimenter en énergie le réseau embarqué même au ralenti de la transmission, c'est-à- dire en l'absence de rapport de vitesse passé. En ouvrant, notamment en coupant le courant dans l'embrayage 10, on découple la machine électrique 11 pendant l'opération de commutation par rapport à la transmission 5 si bien qu'il n'y a pas lieu de présenter une synchronisation de vitesse de rotation entre la machine électrique 11 et la transmis- sion 5. L'usure est réduite et les temps de commutation sont plus rapides. Le démarrage avec une machine électrique en rotation 11 est possible grâce à un embrayage 10 dont la fermeture est associée à du patinage. On évite ainsi une sollicitation excessive des différents semi conducteurs ou/ enroulements de phase, ce qui permet une conception économique de la machine électrique car elle n'a pas à être conçue pour des courants forts d'une phase, et qui seraient appliqués longtemps. De plus, la topologie proposée selon la figure 2B permet une climatisation indépendamment de la vitesse de rotation du moteur thermique et de la transmission.The recovery in this topological also applies in the thrust phases, that is to say when the heat engine 2 is cut or stopped. By connecting the transmission input shaft 6 by a magnetic clutch 10, it is possible to supply energy to the on-board network even at the idling speed of the transmission, ie in the absence of a past gear ratio. By opening, in particular by cutting the current in the clutch 10, the electric machine 11 is cut during the switching operation with respect to the transmission 5 so that there is no need to present a speed synchronization of rotation between the electric machine 11 and the transmission 5. The wear is reduced and the switching times are faster. Starting with a rotating electric machine 11 is possible thanks to a clutch 10 whose closure is associated with slippage. This avoids excessive biasing of the different semiconductors or phase windings, which allows an economical design of the electric machine because it does not have to be designed for strong currents of a phase, and would be applied for a long time. In addition, the topology proposed according to Figure 2B allows an air conditioning regardless of the speed of rotation of the engine and the transmission.
Selon les figures 2A et 2B, un générateur/démarreur supplémentaire peut être relié par un pignon d'entrainement au vilebrequin 3 du moteur thermique 2 et qui sert essentiellement à démarrer le moteur thermique. En option, le générateur/démarreur 15 peut également être prévu dans les exemples de réalisation des figures lA et 1B, raison pour laquelle il est représenté en trait interrompu aux figures lA et 1B. Les figures 2A et 2B se distinguent en ce que selon la figure 2B on a en plus de façon analogue à la figure 1B, une machine électrique 11 reliée à un autre utilisateur 13. Les figures 3A et 3B montrent un autre exemple de réali- sation, selon lequel, la machine électrique 11 est reliée par l'embrayage 10 à l'arbre de sortie de transmission 7. Alors qu'à la figure 3A, la machine électrique n'est reliée qu'à l'embrayage 10, à la figure 3B la machine électrique 11 est en outre reliée à un autre utilisateur 13 comme décrit ci-dessus. Dans ce troisième exemple de réalisation, on a égale- ment le générateur/démarreur 15 supplémentaire. La liaison de la machine électrique 11 par l'embrayage magnétique 10 à l'arbre de sortie 7 de la transmission a l'avantage de ne pas avoir à synchroniser le moment d'inertie de la machine électrique 11 lors de la commutation. De plus, cela permet grâce à la ma- chine électrique 11 et pour une opération de commutation, de compenser la disparition du couple fourni par le moteur thermique 2 et de compenser ainsi au moins en partie la coupure de la force de traction pendant une opération de commutation. En mode de récupération (mode dynamique), il est ainsi possible de compenser au moins en par- tie la coupure de la force de freinage pendant la phase de commutation. L'embrayage 20 réagissant rapidement, permet de découpler (rapidement) la machine électrique 11 à des vitesses élevées du véhicule et aux vitesses de rotation élevées correspondant de l'arbre de sortie de transmission 7. Cela permet de régler de manière optimale le rapport de démultiplication de la transmission intermédiaire 9 pour at- teindre des vitesses de rotation d'entrainement élevées de la machine électrique 11 aux faibles vitesses du véhicule. Cela permet un potentiel de récupération élevé et ainsi une plus grande économie de carburant et une réduction correspondante de matières polluantes.According to FIGS. 2A and 2B, an additional generator / starter can be connected by a driving pinion to the crankshaft 3 of the heat engine 2 and which essentially serves to start the engine. Optionally, the generator / starter 15 may also be provided in the exemplary embodiments of Figures 1A and 1B, for which reason it is shown in broken lines in Figures 1A and 1B. FIGS. 2A and 2B are distinguished in that according to FIG. 2B, in addition to FIG. 1B, an electric machine 11 is connected to another user 13. FIGS. 3A and 3B show another embodiment example , according to which, the electric machine 11 is connected by the clutch 10 to the transmission output shaft 7. Whereas in FIG. 3A, the electric machine is only connected to the clutch 10, to the Figure 3B the electric machine 11 is further connected to another user 13 as described above. In this third embodiment, there is also the additional generator / starter. The connection of the electric machine 11 by the magnetic clutch 10 to the output shaft 7 of the transmission has the advantage of not having to synchronize the moment of inertia of the electric machine 11 during switching. In addition, this allows, thanks to the electric machine 11 and for a switching operation, to compensate for the disappearance of the torque supplied by the heat engine 2 and thus to compensate at least in part for the breaking of the traction force during an operation. of commutation. In recovery mode (dynamic mode), it is thus possible to compensate for at least part of the breaking of the braking force during the switching phase. The clutch 20 reacts rapidly, allows to decouple (quickly) the electric machine 11 at high speeds of the vehicle and the corresponding high speeds of the transmission output shaft 7. This allows to adjust optimally the ratio of reduction of the intermediate transmission 9 to achieve high drive rotational speeds of the electric machine 11 at low vehicle speeds. This allows a high recovery potential and thus greater fuel economy and a corresponding reduction of pollutants.
En outre, dans le cadre d'une machine électrique 11 à re- froidissement par de l'air, une plus forte vitesse de rotation permet un meilleur refroidissement. Comme l'embrayage 10 magnétique est ouvert en l'absence de courant, cela garanti la coupure aux vitesses de rotation élevées même en cas de défaillance. La suite de l'alimentation du réseau embarqué aux vitesses élevées se fait par le générateur/démarreur 15 qui même lorsque le véhicule est arrêté, assure l'alimentation du réseau embarqué. La topologie représentée aux figures 3A et 3B permet le démarrage avec l'embrayage 10 lorsque la machine électrique 11 tourne tout en offrant les avantages décrits ci-dessus. Dans ce cas également, la climatisation fonctionne indépendamment de la vitesse de rotation de la transmission entrainée par la machine électrique 11. L'embrayage à poudre magnétique ou l'embrayage à fluide magnétorhéologique permet sans actionneur d'embrayage, de démarrer par une commande simple du champ magnétique. Par compa- raison aux embrayages à friction, classiques, l'embrayage magnétique 10 a, en outre, l'avantage d'une moindre usure et d'un moindre dégagement de chaleur. Dans les modes de réalisation des figures 2A à 3B, en op- tion, il est prévu un générateur 16 coopérant avec l'extrémité libre du vilebrequin 3 de sorte que le générateur/démarreur 15 peut être réalisé comme simple moteur de démarreur.5 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 Dispositif d'entrainement 2 Moteur thermique 3 Vilebrequin 4 Premier embrayage 5 Transmission 6 Arbre d'entrée de transmission 7 Arbre de sortie de transmission 8 Roue motrice 9 Transmission intermédiaire 10 Second embrayage 11 Machine électrique 12 Transmission réductrice 13 Utilisateur 14 Utilisateur 15 Générateur/ démarreur20In addition, in the context of an electric machine 11 for cooling with air, a higher rotational speed allows better cooling. As the magnetic clutch is open in the absence of current, this guarantees cutting at high rotational speeds even in the event of failure. The next high-speed grid power supply is provided by the generator / starter 15 which, even when the vehicle is stopped, provides power to the on-board network. The topology shown in FIGS. 3A and 3B allows startup with the clutch 10 when the electric machine 11 rotates while offering the advantages described above. In this case also, the air conditioning operates independently of the speed of rotation of the transmission driven by the electric machine 11. The magnetic powder clutch or the magnetorheological fluid clutch allows without clutch actuator, start with a simple command of the magnetic field. In contrast to conventional friction clutches, the magnetic clutch 10 further has the advantage of less wear and less heat generation. In the embodiments of FIGS. 2A to 3B, optionally, there is provided a generator 16 cooperating with the free end of the crankshaft 3 so that the generator / starter 15 can be made as a simple starter motor.5 NOMENCLATURE MAIN COMPONENTS 1 Drive unit 2 Heat engine 3 Crankshaft 4 First clutch 5 Transmission 6 Transmission input shaft 7 Transmission output shaft 8 Drive wheel 9 Intermediate transmission 10 Second clutch 11 Electric machine 12 Reductive transmission 13 User 14 User 15 Generator / starter20
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