FR3026062A1 - Transmission automatique pour vehicule hybride thermique/electrique - Google Patents

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Abstract

La présente invention a pour objet une transmission automatique pour véhicule hybride thermique/électrique avec une machine électrique (ME) et trois organes de transmission sélective de couple (C12, C13, C23). Transmission caractérisée en ce qu'elle comprend un unique train planétaire double du type Ravigneaux (TPR) comportant en tant qu'éléments fonctionnels constitutifs : au moins une roue solaire (S1, S2), au moins une couronne dentée (R1) et au moins un jeu de pignons satellite (PS1) monté(s) sur un porte-satellites commun (SC), ces différents éléments étant arrangés en deux étages de trains planétaires (ET1, ET2) reliés cinématiquement entre eux par un ou plusieurs pignon(s) long(s) (PL) engrenant avec au moins un élément de chaque étage (ET1, ET2), et en ce que deux (C13, C23 ; C12, C23) parmi les trois organes de transmission sélective de couple (C12, C13 et C23) sont aptes et destinés à assurer une liaison cinématique conditionnelle entre, d'une part, l'arbre d'entrée (AE), et/ou éventuellement le rotor (R) de la machine électrique (ME), et, d'autre part, l'un parmi deux éléments fonctionnels constitutifs (S1, R1 ; S2, SC) du train planétaire double (TPR), le troisième organe (C12 ou C13) étant apte et destiné à assurer une liaison conditionnelle de transmission de couple entre un élément stationnaire (ES) et un troisième élément fonctionnel constitutif (S2, S1 ou R1) dudit train planétaire double (TPR).

Description

- DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine des équipements de véhicules automobiles, plus particulièrement celui des véhicules hybrides thermiques/électriques (comportant un moteur thermique, généralement à combustion interne, et au moins une machine électrique), et a pour objet une transmission automatique, ou boîte de vitesses automatique, optimisée pour de tels véhicules. L'invention vise plus spécifiquement les transmissions pour des véhicules hybrides pouvant fonctionner en entraînement électrique "pur", c'est-à-dire pour des véhicules pouvant être mûs par l'action du seul moteur électrique, et dont les entraînements par moteur thermique et moteur électrique transitent par la même transmission avant application aux roues motrices. Pour ce type de véhicules hybride, il existe actuellement dans l'état de la technique principalement deux types d'architectures.
Un premier type d'architecture correspond aux hybrides parallèles dits de type "P2", qui fonctionnent avec une machine électrique placée entre le moteur thermique et la boîte de vitesses. Un embrayage de découplage spécifique est prévu qui permet de déconnecter le moteur thermique de la chaîne de traction.
En cas de découplage, le fonctionnement est du type électrique pur, la machine électrique fournissant le couple à la boîte de vitesses, à la place du moteur thermique. La machine électrique peut aussi servir de frein de transmission dans les situations habituelles de freinage : elle est alors en mode générateur et produit de l'électricité pour recharger la batterie. La boîte de vitesses fonctionne ensuite de manière classique, adaptant les rapports de vitesse au régime de fonctionnement optimal du moteur électrique. En l'absence de découplage, lorsque le moteur thermique est connecté, la machine électrique peut être sollicitée comme moteur ou comme générateur, pour fournir un surcroît de puissance à l'accélération ou recharger la batterie. Cette première architecture est la solution la plus utilisée actuellement, du moins sur le marché européen. Son avantage est de pouvoir utiliser une boîte de vitesses existante à l'entrée de laquelle on greffe un moteur électrique et un - 2 - embrayage de découplage permettant de déconnecter le moteur thermique de la chaîne de traction. Cela permet de ne pas avoir à développer un système de transmission hybride spécifique. De plus, lorsque la batterie est vide et qu'on ne peut plus propulser le véhicule que grâce au moteur 5 thermique, on dispose toujours d'un nombre de rapports de vitesses élevé, permettant de faire fonctionner le moteur thermique à son régime optimal. Toutefois, cette première solution connue présente des inconvénients : pour des puissances de machines électriques élevées (plus de 40 kW, notamment pour les véhicules "plug-in", c'est-à-dire 10 rechargeables sur une source extérieure), il devient difficile d'intégrer cette machine dans la boîte de vitesses, et on aboutit alors à une augmentation substantielle de l'encombrement global du groupe motopropulseur. Les contraintes d'encombrement pour placer la machine entre le moteur et la boîte nécessitent de s'orienter vers des machines à aimants permanents dont 15 le coût de revient est élevé, impactant négativement le prix du véhicule. D'autre part, on a pu déterminer que plus la puissance du système électrique augmente par rapport à celle du moteur thermique, moins on a besoin de rapports de vitesses pour obtenir les mêmes performances du véhicule. 20 Enfin, lorsque la batterie est vide, et qu'il n'y a plus d'énergie disponible pour le démarrage sur le moteur électrique, il faut prévoir un système de démarrage spécifique sur le moteur thermique (comme par exemple un convertisseur hydraulique de couple ou un embrayage à friction). Autrement dit, le système résultant est trop encombrant, trop 25 coûteux et trop complexe par rapport aux performances apportées. Des exemples de constructions de transmission adaptées pour ce premier type d'architecture sont notamment divulgués par les documents US 2008/011529 et WO 2008/141876. Un second type d'architecture est connu sous la désignation 30 d'hybrides en série ou série-parallèle. Dans le cadre de cette seconde solution, un générateur entraîné par le moteur thermique produit de l'électricité qui est utilisée pour faire fonctionner un moteur électrique qui propulse le véhicule (fonctionnement série). Dans la plupart des arrangements actuels, une partie de la puissance 35 du moteur thermique est toutefois transmise par voie mécanique aux roues (fonctionnement série-parallèle). - 3 - Un tel système est parfaitement optimisé pour le fonctionnement hybride, avec une infinité de rapports permettant de faire fonctionner les machines électriques et le moteur à des régimes optimisés, avec un minimum d'engrenages et d'embrayages (car il n'y a pas besoin de réaliser de multiples rapports de vitesses mécaniques). De plus, il n'y a pas besoin de système de démarrage spécifique sur le moteur thermique, puisqu'on peut toujours démarrer en mode série. Par contre, un inconvénient majeur réside dans le surpoids et le surcoût engendré par la nécessité de disposer de deux machines électriques, alors qu'une seule est vraiment utilisée pour la propulsion du véhicule. Ainsi, dans le cas d'un fonctionnement en série, en présence d'un moteur électrique de 60 kW pour la propulsion du véhicule, il faut également prévoir un générateur dont la puissance approche 60 kW. En conclusion, il est nécessaire d'embarquer deux fois la puissance de propulsion souhaitée (voir par exemple EP 1 386 771 et US 2012/174708). Pour tenter de pallier les inconvénients et surmonter les limitations des solutions existantes, des transmissions et boîtes de vitesses spécialement adaptées aux véhicules hybrides ont entre-temps été développées et sont proposées sur le marché, lesquelles intègrent d'office un moteur électrique. Cette nouvelle génération de transmissions présente généralement les caractéristiques suivantes : - deux à cinq vitesses utilisables pour la propulsion du véhicule par le moteur thermique, - une ou deux vitesse(s) pour la propulsion du véhicule par le moteur électrique, - un mode de décollage ou de démarrage du véhicule par le moteur thermique, en utilisant la machine électrique en mode générateur comme un variateur de vitesse (mode de fonctionnement en rapport 30 variable, voir par exemple DE 102010031026A1). Le nombre de rapports associés au moteur électrique dans ces nouvelles transmissions est ajusté aux besoins d'un véhicule hybride (pas de matériel superflu pour réaliser six ou huit vitesses). La prévision éventuelle de deux vitesses électriques permet d'ajuster le fonctionnement 35 de la machine électrique dans ses gammes de régime et de couple où elle est la plus efficace, permettant ainsi l'utilisation de moteurs asynchrones moins coûteux que les moteurs à aimants permanents, mais avec une zone - 4 - d'efficacité optimale plus réduite. Le mode de démarrage en rapport variable permet d'économiser un dispositif de décollage du véhicule sur le moteur (type convertisseur ou embrayage à forte capacité de dissipation d'énergie), tout en disposant toujours d'une possibilité de décollage autre qu'électrique, notamment lorsque les batteries ont atteint leur seuil de charge minimale (par exemple suite à des démarrages répétés en trafic congestionné). Néanmoins, ces nouveaux développements de transmission spécifiquement destinés aux véhicules hybrides présentent encore des constructions complexes, avec notamment obligatoirement au moins trois trains planétaires et au moins quatre organes de transmission sélective de couple (embrayages ou dispositifs d'accouplement). De plus, ces nouveaux développements n'autorisent pas un passage simple, en termes de construction, d'une version de base, avec des possibilités plus limitées, à une version plus sophistiquée, avec des possibilités augmentées en termes de nombre de rapports de vitesses disponibles. La présente invention a pour but de proposer une solution améliorée par rapport à l'existant, notamment en termes de simplicité de construction, de coût de revient et de possibilités de variantes constructives et de surmonter au moins les principaux inconvénients précités. A cet effet, l'invention a pour objet une transmission automatique pour véhicule hybride thermique/électrique comprenant - - un arbre d'entrée relié cinématiquement au moteur thermique, - un arbre, une roue, une couronne ou un pignon de sortie, - une machine électrique dont le stator est solidaire d'un élément stationnaire, - des premier, deuxième et troisième organes de transmission sélective de couple pouvant être engagés ou activés sélectivement pour établir, d'une part, trois rapports de vitesses pour un entraînement du véhicule par le moteur thermique, avec un éventuel entraînement additionnel par la machine électrique fonctionnant comme moteur ou avec un éventuel entraînement de la machine électrique fonctionnant comme génératrice, d'autre part, au moins deux rapports de vitesses pour un entraînement du véhicule par la seule machine électrique fonctionnant comme moteur, dont au moins un rapport de vitesse de marche arrière et, le cas échéant, au moins un rapport de transmission pour un entraînement du - 5 - véhicule avec un rapport de vitesses continûment variable par le moteur thermique, la machine électrique fonctionnant comme génératrice, transmission caractérisée en ce qu'elle comprend, en outre, un unique train planétaire double du type Ravigneaux comportant en tant 5 qu'éléments fonctionnels constitutifs : au moins une roue solaire, au moins une couronne dentée et au moins un jeu de pignons satellite monté(s) sur un porte-satellites commun, ces différents éléments étant arrangés en deux étages de trains planétaires reliés cinématiquement entre eux par un ou plusieurs pignon(s) long(s) engrenant avec au moins un élément de chaque 10 étage, en ce que chaque passage montant ou descendant de rapport de vitesse en mode d'entraînement par le moteur thermique ou par la machine électrique s'effectue par désactivation d'un unique organe et activation d'un unique autre organe, et 15 en ce que deux parmi les trois organes de transmission sélective de couple sont aptes et destinés à assurer une liaison cinématique conditionnelle entre, d'une part, l'arbre d'entrée, et/ou éventuellement le rotor de la machine électrique, et, d'autre part, l'un parmi deux éléments fonctionnels constitutifs du train planétaire double, le troisième organe étant 20 apte et destiné à assurer une liaison conditionnelle de transmission de couple entre l'élément stationnaire et un troisième élément fonctionnel constitutif dudit train planétaire double. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre 25 d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : Les figures lA et 1B sont des représentations symboliques filaires de deux variantes d'une premier mode de réalisation d'une transmission automatique selon l'invention ; 30 Les figures 1C et 1D représentent chacune, en relation avec les variantes de réalisation représentées figures lA et 1B respectivement, une matrice de passage ou table d'enclenchement des différents organes de transmission sélective de couple faisant partie de la transmission selon l'invention, avec indication des numéros des vitesses et du mode 35 d'entraînement, ainsi que des étagements (rapports de vitesses) ; Les figures 2A et 2B sont des représentations symboliques filaires de deux variantes d'un second mode de réalisation d'une - 6 - transmission automatique selon l'invention, comprenant des configurations d'engrenages partiellement différentes de celles représentées respectivement sur les figures lA et 1B ; Les figures 3A et 3B sont des représentations similaires aux figures 2A et 2B de deux variantes d'un troisième mode de réalisation d'une transmission automatique selon l'invention, comprenant des configurations d'engrenages partiellement différentes de celles représentées respectivement sur les figures lA et 1B, et La figure 4 représente, en relation avec les variantes de réalisation des figures 2B et 3B, une matrice de passage ou table d'enclenchement des différents organes de transmission sélective de couple faisant partie de la transmission selon l'invention, avec indication des numéros des vitesses et du mode d'entraînement, ainsi que des étagements (rapports de vitesses).
Les figures 1A, 1B, 2A, 2B, 3A et 3B illustrent toutes une transmission automatique pour véhicule hybride thermique/électrique comprenant - - un arbre d'entrée AE relié cinématiquement au moteur thermique, - un arbre, une roue, une couronne ou un pignon de sortie ARCPS, - une machine électrique ME dont le stator S est solidaire d'un élément stationnaire ES, - des premier, deuxième et troisième organes de transmission sélective de couple C12, C13, C23 pouvant être engagés ou activés sélectivement pour établir, d'une part, trois rapports de vitesses pour un entraînement du véhicule par le moteur thermique, avec un éventuel entraînement additionnel par la machine électrique ME fonctionnant comme moteur ou avec un éventuel entraînement de la machine électrique ME fonctionnant comme génératrice, d'autre part, au moins deux rapports de vitesses pour un entraînement du véhicule par la seule machine électrique ME fonctionnant comme moteur, dont au moins un rapport de vitesse de marche arrière et, le cas échéant, au moins un rapport de transmission pour un entraînement du véhicule avec un rapport de vitesses continûment variable par le moteur thermique, la machine électrique ME fonctionnant comme génératrice. - 7 - Conformément à l'invention, cette transmission comprend, en outre, un unique train planétaire double du type Ravigneaux TPR comportant en tant qu'éléments fonctionnels constitutifs : au moins une roue solaire Si, S2, au moins une couronne dentée R1, R2 et au moins un jeu de pignons satellite PS1, PS2 monté(s) sur un porte-satellites commun SC, ces différents éléments étant arrangés en deux étages de trains planétaires ET1, ET2 reliés cinématiquement entre eux par un ou plusieurs pignon(s) long(s) PL engrenant avec au moins un élément de chaque étage ET1, ET2, De plus, chaque passage montant ou descendant de rapport de 10 vitesse en mode d'entraînement par le moteur thermique ou par la machine électrique ME s'effectue par désactivation d'un unique organe C12, C13, C23 et activation d'un unique autre organe C12, C13, C23, et En outre, deux C13, C23 ; C12, C23 parmi les trois organes de transmission sélective de couple C12, C13 et C23 sont aptes et destinés à 15 assurer une liaison cinématique conditionnelle entre, d'une part, l'arbre d'entrée AE, et/ou éventuellement le rotor R de la machine électrique ME, et, d'autre part, l'un parmi deux éléments fonctionnels constitutifs Si, R1 ; S2, SC du train planétaire double TPR, le troisième organe C12 ou C13 étant apte et destiné à assurer une liaison conditionnelle de transmission de 20 couple entre l'élément stationnaire ES et un troisième élément fonctionnel constitutif S2, S1 ou R1 dudit train planétaire double TPR. On notera que chacune des figures précitées représente une moitié d'une vue en coupe de la transmission selon un plan contenant l'axe longitudinal de la transmission (axe virtuel sur lequel sont alignés l'arbre 25 d'entrée AE et le moyen de sortie ARCPS). Dans toutes les versions représentées aux figures annexées, la transmission automatique comprend un unique train planétaire double TPR et seulement trois, ou au plus quatre, organes de transmission sélective de coupe C12, C13, C23 et éventuellement KO. 30 Ainsi, avec une structure simple (au plus quatre organes), peu encombrante (deux étages, intégration du moteur électrique) et économiquement peu coûteuse, il est possible de fournir grâce à l'invention des propositions de rapports de transmission, adaptées pour une mise en oeuvre avec une propulsion hybride. 35 En accord avec les variantes des figures 1A, 2A et 3A, le rotor R de la machine électrique ME est situé ou connecté, dans le chemin de transmission de couple, en amont des deux organes C13 et C23 ; C12 et - 8 - C23 assurant une transmission sélective de couple vers le train planétaire double TPR et en aval de l'arbre d'entrée AE, un quatrième organe de transmission sélective de couple KO étant disposé entre ledit arbre AE et ledit rotor R.
En accord avec les variantes des figures 1B, 2B et 3B, le rotor R de la machine électrique ME est situé ou connecté, dans le chemin de transmission du couple, en aval de l'un des deux organes C13 et C23 ; C12 et C23 aptes et destinés à assurer une transmission sélective de couple vers le train planétaire double TPR, depuis l'arbre d'entrée AE en étant solidaire 10 de l'une des deux roues solaires Si, S2 du train planétaire double TPR. Ainsi, avec un nombre limité d'organes, configurés et arrangés selon l'une des figures annexées, la transmission automatique selon l'invention permet d'obtenir par l'engagement des organes adéquats : - toujours trois rapports de vitesses associés à un entraînement 15 par le moteur thermique, - au moins un rapport de vitesse associé à un entraînement par le moteur électrique ME (utilisable en marche avant et marche arrière), et - soit un mode d'entraînement par le moteur thermique avec variation continue de rapports (en l'absence de l'organe KO - figures 1B, 2B 20 et 3B, soit deux rapports de vitesses additionnelles associés à un entraînement par le moteur électrique ME. De plus, dans ses différents modes de réalisation, la transmission selon l'invention peut être déclinée aisément et systématiquement en deux versions présentant des complexités 25 constructives et des performances différentes, tout en utilisant le même train planétaire double TPR (avec deux étages sur un porte-satellites SC commun) de type Ravigneaux (c'est à dire avec un pignon long PL engrenant avec chaque étage ET1 et ET2 du train planétaire). Comme le montrent également les figures annexées, les deux 30 organes C13 et C23 ; C12 et C23 assurant chacun une transmission sélective de couple depuis l'arbre d'entrée AE, et/ou éventuellement depuis le rotor R de la machine électrique ME, vers un élément fonctionnel constitutif S1 ou R1 ; S2 ou SC du train planétaire double TPR, constituent des voies de transmission de couple parallèles, pouvant être sollicitées 35 alternativement ou cumulativement, ce en fonction du rapport de vitesse engagé, et du ou des mode(s) d'entraînement actif(s). - 9 - Conformément à une première forme de réalisation, ressortant des figures lA et 1B, le train planétaire double TPR comprend, outre ledit au moins un pignon long PL, d'une part, une couronne dentée R1 et une première roue solaire S1 faisant partie du premier étage ET1 et pouvant être 5 reliées sélectivement, chacune par l'intermédiaire de l'un des deux organes de transmission sélective de couple C13 et C23 situées en amont du train planétaire double TPR, à l'arbre d'entrée AE et/ou au rotor R de la machine électrique ME et, d'autre part, une seconde roue solaire S2 faisant partie du second étage ET2 et pouvant être reliée sélectivement par l'intermédiaire du 10 troisième organe de transmission sélective de couple C12 à l'élément stationnaire ES, le porte satellite SC étant relié à la sortie ARCPS et la première roue solaire S1 étant en relation d'engrènement avec le ou chaque pignon long PL par l'intermédiaire d'un jeu de pignons satellites PS1. Conformément à une deuxième forme de réalisation, ressortant 15 des figures 2A et 2B, le train planétaire double TPR comprend, outre ledit au moins un pignon long PL, d'une part, une première roue solaire S1 faisant partie du premier étage ET1 et pouvant être reliée sélectivement par l'intermédiaire d'un premier organe de transmission sélective de couple C13 à l'élément stationnaire ES et, d'autre part, une seconde roue solaire S2 et 20 une couronne dentée R2 faisant toutes deux partie du second étage ET2 et reliées, respectivement, d'une part, à l'arbre d'entrée AE et/ou au rotor R par un deuxième organe de transmission sélective de couple C12, situé en amont du train planétaire double TPR, et, d'autre part, à la sortie ARCPS, la seconde roue solaire S2 étant en relation d'engrènement avec le ou chaque 25 pignon long PL par l'intermédiaire d'un jeu de pignons satellites PS2 et le porte-satellites SC pouvant être relié sélectivement par un troisième organe de transmission sélective de couple C23, également situé en amont du train planétaire double TPR, à l'arbre d'entrée AE et/ou au rotor R de la machine électrique ME. 30 Conformément à une troisième forme de réalisation, ressortant des figures 3A et 3B, le train planétaire double TPR comprend, outre ledit au moins un pignon long PL, d'une part, une première couronne dentée R1 faisant partie du premier étage ET1 et pouvant être reliée par l'intermédiaire d'un premier organe de transmission sélective de couple C13 à l'élément 35 stationnaire ES et, d'autre part, une seconde couronne dentée R2 et une roue solaire S2 faisant partie du second étage ET2 et reliées, respectivement, d'une part, à la sortie ARCPS et, d'autre part, à l'arbre d'entrée AE et/ou au - 10 - rotor R de la machine électrique ME par l'intermédiaire d'un deuxième organe de transmission sélective de couple C12, situé en amont du train planétaire double TPR, la première couronne dentée R1 étant en relation d'engrènement avec le ou chaque pignon long PL par l'intermédiaire d'un premier jeu de pignons satellites PS1, la roue solaire S2 étant en relation d'engrènement avec le ou chaque pignon long PL par l'intermédiaire d'un second jeu de pignons satellites PS2 et le porte-satellites SC pouvant être relié sélectivement par un troisième organe de transmission sélective de couple C23 à l'arbre d'entrée AE et/ou au rotor R de la machine électrique ME. Bien qu'un unique pignon long PL soit représenté sur les figures annexées, préférentiellement plusieurs (par exemple deux ou trois répartis autour de l'axe longitudinal) sont prévus avec leurs deux pignons satellites PS1, PS2 associés.
Bien entendu, les valeurs des rapports dans les tableaux des figures 1C à 1D sont données à titre d'exemples uniquement et peuvent être modifiées en changeant le nombre de dents des engrenages. A titre d'utilisation pratique de la transmission automatique représentée sur les figures 1A, 2A et 3A, en relation avec la matrice de la figure 1C, les organes ou paires d'organes de transmission sélective de couple suivant(e)s sont respectivement engagé(e)s ou activé(e)s pour établir un rapport de transmission à vitesse fixe : - le premier et le deuxième organes C12, C13 pour la première vitesse en entraînement par la machine électrique ME, en marche avant El 25 ou arrière El Rev, - le premier et le troisième organes C12, C23 pour la deuxième vitesse E2 en entraînement par la machine électrique ME, - le deuxième et le troisième organes C13, C23 pour la troisième vitesse E3 en entraînement par la machine électrique ME, 30 - le premier, le deuxième et le quatrième organes C12, C13, KO pour la première vitesse 1 en entraînement par le moteur thermique, - le premier, le troisième et le quatrième organes C12, C23, KO pour la deuxième vitesse 2 en entraînement par le moteur thermique, - le deuxième, le troisième et le quatrième organes C13, C23, 35 KO pour la troisième vitesse 3 en entraînement par le moteur thermique, les trois vitesses dans les deux modes d'entraînement ayant respectivement les mêmes rapports de transmission. - 11 - A titre d'utilisation pratique de la transmission automatique représentée sur les figures 1B, 2B et 3B, en relation avec la matrice de la figure 1D ou de la figure 4, les organes ou paires d'organes de transmission sélective de couple suivant(e)s sont respectivement engagé(e)s ou activé(e)s pour établir un rapport de transmission à vitesse fixe ou continûment variable : - le premier organe C12 ou le deuxième organe C13 pour la première vitesse en entraînement par la machine électrique ME, en marche avant El ou arrière El Rev, - le troisième organe C23 pour le rapport EVT1 en variation continue, en entraînement par le moteur thermique, la machine électrique ME fonctionnant en génératrice, - le premier et le deuxième organes C12, C13 pour la première vitesse 1 en entraînement par le moteur thermique, - le premier et le troisième organes C12, C23 pour la deuxième vitesse 2 en entraînement par le moteur thermique, - le deuxième et le troisième organes C13, C23 pour la troisième vitesse 3 en entraînement par le moteur thermique, les premières vitesses El, El Rev ; 1 dans les deux modes 20 d'entraînement présentant le même rapport de transmission. La détermination des plages de fonctionnement optimale dans les différents modes d'entraînement est bien entendu du domaine des connaissances pratiques normales de l'homme du métier. On peut relever que les variantes des figures lA et 1B sont 25 particulièrement bien adaptées pour les configurations transversales, c'est-à- dire des arrangements de boîtes de vitesses pour les véhicules à traction avant. Dans ce cas, l'organe de sortie ARCPS consiste en un pignon de renvoi sur le côté, permettant de surmonter le problème lié à l'obstruction longitudinale du fait de la présence de l'embrayage C12.
30 De même, on peut relever qu'en relation avec les variantes des figures 2 et 3, la sortie peut être alignée avec l'entrée. Ces quatre variantes sont, par conséquent, destinées préférentiellement à des voitures avec un arrangement longitudinal de la boîte de vitesses, telles que par exemple les voitures à propulsion (roues 35 motrices arrière) et moteur à l'avant. - 12 - La présente invention concerne également un procédé de commande d'une transmission automatique telle que décrite précédemment et équipant un véhicule hybride pourvu d'une batterie rechargeable. Ce procédé consiste essentiellement, au moment du démarrage, 5 à vérifier le niveau de charge de la batterie et à le comparer à une de valeur de seuil basse, puis soit à démarrer le véhicule par l'intermédiaire de la machine électrique ME si le niveau de charge est supérieur ou égal à la valeur seuil, en engageant le ou l'un des rapports de vitesses correspondant, soit à démarrer le véhicule par l'intermédiaire du moteur thermique si le 10 niveau de charge est inférieur à la valeur seuil, en engageant les premier et deuxième organes C12 et C13 de transmission sélective de couple, dont l'un au moins progressivement. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications 15 restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Transmission automatique pour véhicule hybride thermique/électrique comprenant - - un arbre d'entrée (AE) relié cinématiquement au moteur thermique, - un arbre, une roue, une couronne ou un pignon de sortie (ARCPS), - une machine électrique (ME) dont le stator (S) est solidaire d'un élément stationnaire (ES), - des premier, deuxième et troisième organes de transmission sélective de couple (C12, C13, C23) pouvant être engagés ou activés sélectivement pour établir, d'une part, trois rapports de vitesses pour un entraînement du véhicule par le moteur thermique, avec un éventuel entraînement additionnel par la machine électrique (ME) fonctionnant comme moteur ou avec un éventuel entraînement de la machine électrique (ME) fonctionnant comme génératrice, d'autre part, au moins deux rapports de vitesses pour un entraînement du véhicule par la seule machine électrique (ME) fonctionnant comme moteur, dont au moins un rapport de vitesse de marche arrière et, le cas échéant, au moins un rapport de transmission pour un entraînement du véhicule avec un rapport de vitesses continûment variable par le moteur thermique, la machine électrique (ME) fonctionnant comme génératrice, transmission caractérisée en ce qu'elle comprend, en outre, un unique train planétaire double du type Ravigneaux (TPR) comportant en tant qu'éléments fonctionnels constitutifs : au moins une roue solaire (Si, S2), au moins une couronne dentée (R1, R2) et au moins un jeu de pignons satellite (PS1, PS2) monté(s) sur un porte-satellites commun (SC), ces différents éléments étant arrangés en deux étages de trains planétaires (ET1, ET2) reliés cinématiquement entre eux par un ou plusieurs pignon(s) long(s) (PL) engrenant avec au moins un élément de chaque étage (ET1, ET2), en ce que chaque passage montant ou descendant de rapport de vitesse en mode d'entraînement par le moteur thermique ou par la machine électrique (ME) s'effectue par désactivation d'un unique organe (C12, C13, C23) et activation d'un unique autre organe (C12, C13, C23), et- 14 - en ce que deux (C13, C23 ; C12, C23) parmi les trois organes de transmission sélective de couple (C12, C13 et C23) sont aptes et destinés à assurer une liaison cinématique conditionnelle entre, d'une part, l'arbre d'entrée (AE), et/ou éventuellement le rotor (R) de la machine électrique (ME), et, d'autre part, l'un parmi deux éléments fonctionnels constitutifs (Si, R1 ; S2, SC) du train planétaire double (TPR), le troisième organe (C12 ou C13) étant apte et destiné à assurer une liaison conditionnelle de transmission de couple entre l'élément stationnaire (ES) et un troisième élément fonctionnel constitutif (S2, Si ou R1) dudit train planétaire double (TPR).
  2. 2. Transmission automatique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les deux organes (C13 et C23 ; C12 et C23) assurant chacun une transmission sélective de couple depuis l'arbre d'entrée (AE), et/ou éventuellement depuis le rotor (R) de la machine électrique (ME), vers un élément fonctionnel constitutif (Si ou R1 ; S2 ou SC) du train planétaire double (TPR), constituent des voies de transmission de couple parallèles, pouvant être sollicitées alternativement ou cumulativement.
  3. 3. Transmission automatique selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le rotor (R) de la machine électrique (ME) est situé ou connecté, dans le chemin de transmission de couple, en amont des deux organes (C13 et C23 ; C12 et C23) assurant une transmission sélective de couple vers le train planétaire double (TPR) et en aval de l'arbre d'entrée (AE), un quatrième organe de transmission sélective de couple (KO) étant disposé entre ledit arbre (AE) et ledit rotor (R).
  4. 4. Transmission automatique selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le rotor (R) de la machine électrique (ME) est situé ou connecté, dans le chemin de transmission du couple, en aval de l'un des deux organes (C13 et C23 ; C12 et C23) aptes et destinés à assurer une transmission sélective de couple vers le train planétaire double (TPR), depuis l'arbre d'entrée (AE), en étant solidaire de l'une des deux roues solaires (Si, S2) du train planétaire double (TPR).
  5. 5. Transmission automatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le train planétaire double (TPR) comprend, outre ledit au moins un pignon long (PL), d'une part, une couronne dentée (R1) et une première roue solaire (Si) faisant partie du premier étage (ET1) et pouvant être reliées sélectivement, chacune par l'intermédiaire de l'un des deux organes de transmission sélective de couple- 15 - (C13 et C23) situées en amont du train planétaire double (TPR), à l'arbre d'entrée (AE) et/ou au rotor (R) de la machine électrique (ME) et, d'autre part, une seconde roue solaire (S2) faisant partie du second étage (ET2) et pouvant être reliée sélectivement par l'intermédiaire du troisième organe de transmission sélective de couple (C12) à l'élément stationnaire (ES), le porte satellite (SC) étant relié à la sortie (ARCPS) et la première roue solaire (51) étant en relation d'engrènement avec le ou chaque pignon long (PL) par l'intermédiaire d'un jeu de pignons satellites (PS1).
  6. 6. Transmission automatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le train planétaire double (TPR) comprend, outre ledit au moins un pignon long (PL), d'une part, une première roue solaire (51) faisant partie du premier étage (ET1) et pouvant être reliée sélectivement par l'intermédiaire d'un premier organe de transmission sélective de couple (C13) à l'élément stationnaire (ES) et, d'autre part, une seconde roue solaire (S2) et une couronne dentée (R2) faisant toutes deux partie du second étage (ET2) et reliées, respectivement, d'une part, à l'arbre d'entrée (AE) et/ou au rotor (R) par un deuxième organe de transmission sélective de couple (C12), situé en amont du train planétaire double (TPR), et, d'autre part, à la sortie (ARCPS), la seconde roue solaire (S2) étant en relation d'engrènement avec le ou chaque pignon long (PL) par l'intermédiaire d'un jeu de pignons satellites (PS2) et le porte-satellites (SC) pouvant être relié sélectivement par un troisième organe de transmission sélective de couple (C23), également situé en amont du train planétaire double (TPR), à l'arbre d'entrée (AE) et/ou au rotor (R) de la machine électrique (ME).
  7. 7. Transmission automatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le train planétaire double (TPR) comprend, outre ledit au moins un pignon long (PL), d'une part, une première couronne dentée (R1) faisant partie du premier étage (ET1) et pouvant être reliée par l'intermédiaire d'un premier organe de transmission sélective de couple (C13) à l'élément stationnaire (ES) et, d'autre part, une seconde couronne dentée (R2) et une roue solaire (S2) faisant partie du second étage (ET2) et reliées, respectivement, d'une part, à la sortie (ARCPS) et, d'autre part, à l'arbre d'entrée (AE) et/ou au rotor (R) de la machine électrique (ME) par l'intermédiaire d'un deuxième organe de transmission sélective de couple (C12), situé en amont du train planétaire double (TPR), la première couronne dentée (R1) étant en relation- 16 - d'engrènement avec le ou chaque pignon long (PL) par l'intermédiaire d'un premier jeu de pignons satellites (PS1), la roue solaire (S2) étant en relation d'engrènement avec le ou chaque pignon long (PL) par l'intermédiaire d'un second jeu de pignons satellites (PS2) et le porte-satellites (SC) pouvant être relié sélectivement par un troisième organe de transmission sélective de couple (C23) à l'arbre d'entrée (AE) et/ou au rotor (R) de la machine électrique (ME).
  8. 8. Transmission automatique selon les revendications 3 et 5, caractérisée en ce que les organes ou paires d'organes de transmission 10 sélective de couple suivant(e)s sont respectivement engagé(e)s ou activité(e)s pour établir un rapport de transmission à vitesse fixe : - le premier et le deuxième organes (C12, C13) pour la première vitesse en entraînement par la machine électrique (ME), en marche avant (El) ou arrière (El Rev), 15 - le premier et le troisième organes (C12, C23) pour la deuxième vitesse (E2) en entraînement par la machine électrique (ME), - le deuxième et le troisième organes (C13, C23) pour la troisième vitesse (E3) en entraînement par la machine électrique (ME), - le premier, le deuxième et le quatrième organes (C12, C13, 20 KO) pour la première vitesse (1) en entraînement par le moteur thermique, - le premier, le troisième et le quatrième organes (C12, C23, KO) pour la deuxième vitesse (2) en entraînement par le moteur thermique, - le deuxième, le troisième et le quatrième organes (C13, C23, KO) pour la troisième vitesse (3) en entraînement par le moteur thermique, 25 les trois vitesses dans les deux modes d'entraînement ayant respectivement les mêmes rapports de transmission.
  9. 9. Transmission automatique selon les revendications 4 et 5, caractérisée en ce que les organes ou paires d'organes de transmission sélective de couple suivant(e)s sont respectivement engagé(e)s ou 30 activité(e)s pour établir un rapport de transmission à vitesse fixe ou continûment variable : - le premier organe (C12) ou le deuxième organe (C13) pour la première vitesse en entraînement par la machine électrique (ME), en marche avant (El) ou arrière (El Rev), 35 - le troisième organe (C23) pour le rapport (EVT1) en variation continue, en entraînement par le moteur thermique, la machine électrique (ME) fonctionnant en génératrice,- 17 - - le premier et le deuxième organes (C12, C13) pour la première vitesse (1) en entraînement par le moteur thermique, - le premier et le troisième organes (C12, C23) pour la deuxième vitesse (2) en entraînement par le moteur thermique, - le deuxième et le troisième organes (C13, C23) pour la troisième vitesse (3) en entraînement par le moteur thermique, les premières vitesses (El, El Rev ; 1) dans les deux modes d'entraînement présentant le même rapport de transmission.
  10. 10. Procédé de commande d'une transmission automatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 équipant un véhicule hybride pourvu d'une batterie rechargeable, caractérisé en ce qu'il consiste, au moment du démarrage, à vérifier le niveau de charge de la batterie et à le comparer à une de valeur de seuil basse, puis soit à démarrer le véhicule par l'intermédiaire de la machine électrique (ME) si le niveau de charge est supérieur ou égal à la valeur seuil, en engageant le ou l'un des rapports de vitesses correspondant, soit à démarrer le véhicule par l'intermédiaire du moteur thermique si le niveau de charge est inférieur à la valeur seuil, en engageant les premier et deuxième organes (C12 et C13) de transmission sélective de couple, dont l'un au moins progressivement.
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