FR3043362A1 - Groupe motopropulseur d’un vehicule - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un groupe motopropulseur d'un véhicule. L'invention est caractérisée en ce que le groupe motopropulseur comprend des premier (10) et second (11) accessoires solidarisés sur le carter (17) du système motoréducteur (4), et qui sont respectivement entrainés indépendamment l'un de l'autre par les premier (2) et second (3) moteurs électriques. L'invention trouve son application dans le domaine de l'industrie automobile.

Description

" GROUPE MOTOPROPULSEUR D’UN VEHICULE " [0001] L’invention concerne un groupe motopropulseur d’un véhicule, notamment automobile.
[0002] L’invention s’applique en particulier, mais de manière non limitative, à un véhicule hybride comprenant d’une part un moteur thermique de propulsion et d’autre part deux moteurs électriques de propulsion et un système motoréducteur.
[0003] Il est bien connu qu’un tel véhicule comprend en façade plusieurs accessoires, tels qu’un alternateur ou un compresseur de climatisation. Il est d’autre part connu de relier ces accessoires au moteur thermique du véhicule automobile, qui entraîne alors ces accessoires à l’aide d’une courroie reliée par une poulie au vilebrequin dudit moteur thermique.
[0004] Cependant, l’entraînement de ces accessoires a pour conséquence d’une part l’augmentation de la charge du moteur thermique et donc de sa consommation, et d’autre part la diminution du rendement dudit moteur thermique. En outre, l’augmentation de la charge du moteur thermique induit également une augmentation de la production et du rejet de dioxyde de carbone par ce dernier. Enfin, sur un véhicule hybride, lors d’une phase de fonctionnement exclusivement électrique au court de laquelle le moteur thermique est à l’arrêt, certains accessoires, comme le compresseur de climatisation, sont alimentés par la batterie du véhicule, provoquant une décharge très rapide de cette dernière, qui devra par la suite être rechargée par le moteur thermique.
[0005] Il est également connu notamment du document US 7690451 un véhicule hybride présentant un groupe de propulsion hybride comportant un moteur thermique et un moteur électrique, ainsi qu’un système pour alimenter les accessoires du véhicule. En particulier, ce système comporte un moteur électrique d’entraînement des accessoires montés sur une façade.
[0006] Cependant, ce système de propulsion hybride a pour inconvénient d’être encombrant du fait de la présence de la façade accessoires, et que l’entraînement des accessoires ne peut être réalisé que par un moteur électrique supplémentaire. D’autre part, les accessoires ne peuvent être entraînés indépendamment les uns des autres.
[0007] La présente invention a pour but de pallier les inconvénients ci-dessus de l’art antérieur.
[0008] Pour atteindre ce but, le groupe motopropulseur selon l’invention comprend des premier et second moteurs électriques, un système motoréducteur comportant un arbre de sortie, les arbres moteurs des premier et second moteurs électriques étant mécaniquement reliés à l’arbre de sortie du système motoréducteur via respectivement deux dispositifs d’accouplement, et comprenant en outre des premier et second accessoires solidarisés sur le carter du système motoréducteur, et qui sont respectivement entraînés indépendamment l’un de l’autre par les premier et second moteurs électriques.
[0009] Selon une autre particularité, les accessoires sont fixés sur le carter du système motoréducteur via des moyens de fixation, tels que des colonnettes à sertir.
[0010] Selon une autre particularité, l’arbre moteur d’au moins un des moteurs électriques comprend un dispositif d’accouplement apte à accoupler une des accessoires à l’arbre moteur du moteur électrique correspondant.
[0011] Selon une autre particularité, chaque dispositif d’accouplement est un dispositif d’embrayage ou un dispositif de crabotage.
[0012] Selon une autre particularité, les arbres des premier et second accessoires sont respectivement entraînés par les arbres moteurs des premier et second moteurs électriques via respectivement deux courroies ou chaînes de transmission.
[0013] Selon une autre particularité, les premier et second moteurs électriques sont logés dans le carter du système motoréducteur, et les deux courroies ou chaînes de transmission sont disposées à l’extérieur de ce carter.
[0014] Selon une autre particularité, les premier et second accessoires sont indifféremment un alternateur et un compresseur de climatisation.
[0015] L’invention concerne également un véhicule automobile, notamment de type hybride, comprenant un groupe motopropulseur tel que défini précédemment.
[0016] Selon une autre particularité, le véhicule comprend un moteur thermique à l’avant du véhicule pour entraîner le train de roues avant, les moteurs électriques et le système motoréducteur étant à l’arrière du véhicule pour entraîner le train de roues arrière.
[0017] L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d’exemple illustrant un mode de réalisation de l’invention et dans lesquels : - La figure 1 représente une vue schématique du dessus d’un véhicule hybride comprenant un groupe motopropulseur selon l’invention ; - La figure 2 représente une vue schématique de deux moteurs électriques reliés respectivement à deux accessoires solidaires du carter d’un système motoréducteur, selon l’invention.
On décrit ci-après l’invention en se référant aux figures 1 et 2, appliquée à un véhicule automobile, notamment de type hybride.
[0018] Le véhicule automobile 18 représenté à la figure 1 est un véhicule de type hybride. Le véhicule comprend à l’avant un moteur thermique de propulsion 19, relié à une boite de vitesse 20 et destiné à entraîner le train de roues avant 21 du véhicule 18. On définit les termes avant et arrière du véhicule 18 par rapport au sens de déplacement du véhicule adoptant sa vitesse de croisière.
[0019] Le véhicule 18 comprend également un groupe de propulsion électrique 1, destiné à entraîner le train de roues arrière 22 du véhicule 18.
[0020] Le groupe de propulsion électrique 1 représenté également à la figure 2 comprend deux moteurs électriques 2, 3, ci-après nommés premier 2 et second 3 moteurs électriques. Le groupe de propulsion électrique 1 comprend également un système motoréducteur 4 comportant deux arbres d’entrée 4a, 4b, un ensemble d’engrenages 4c assurant la fonction réductrice du système motoréducteur 4 et un différentiel 4d comprenant un arbre de sortie 5 destiné à entraîner le train de roues arrière 22. L’ensemble d’engrenage 4c est destiné à être entraîné par au moins un des arbres d’entrée 4a, 4b de l’ensemble d’engrenages, ce dernier étant apte à entraîner l’arbre de sortie 5 du système motoréducteur 4.
[0021] Les arbres moteurs 6, 7 des premier et second moteurs électriques 2, 3 sont mécaniquement reliés respectivement aux deux arbres d’entrée 4a, 4b du système motoréducteur 4 via respectivement deux dispositifs d’accouplement 8, 9 compris dans le carter 17 du système motoréducteur 4, de sorte que la rotation d’au moins un des arbres moteurs 6, 7 des premier et second moteurs électriques 2, 3 entraîne en rotation l’arbre de sortie 5 du système motoréducteur 4.
[0022] Chaque dispositif d’accouplement 8, 9, par exemple et de manière non limitative un dispositif d’embrayage ou un dispositif de crabotage, permet d’accoupler ou de désaccoupler n’importe quel des deux moteurs électriques 2, 3 du système motoréducteur 4, en fonction des besoins de propulsion. Les différentes phases de fonctionnement du groupe de propulsion électrique 1 seront décrites plus loin.
[0023] Le groupe de propulsion électrique 1 comprend en outre deux accessoires, ci-après nommés premier 10 et second 11 accessoires. Ces accessoires 10, 11 sont solidarisés sur le carter 17 du système motoréducteur 4 et sont respectivement entraînés par les arbres moteurs 6, 7 des premier et second moteurs électriques 2, 3. Les deux accessoires 10,11 sont par exemple et indifféremment un alternateur et un compresseur de climatisation.
[0024] L’arbre 12 du premier accessoire 10 est mécaniquement relié à l’arbre du premier moteur électrique 2 via une courroie ou une chaîne de transmission 16a. L’arbre 13 du second accessoire 11 est mécaniquement relié à l’arbre du second moteur électrique 3, également via une courroie ou une chaîne de transmission 16b. Les deux courroies ou chaînes de transmission 16a, 16b sont logées à l’extérieur du carter 17 du système motoréducteur 4 et les deux moteurs électriques 2, 3 sont logés dans ledit carter 17. De la sorte, les accessoires 10, 11 sont entraînés indépendamment l’un de l’autre, les deux moteurs électriques 2, 3 étant pilotés via un calculateur du véhicule 18, indépendamment l’un de l’autre.
[0025] Les deux accessoires 10, 11 sont quant à eux fixés sur le carter 17 du système motoréducteur 4 via tous moyens de fixation 17a, 17b connus, par exemple et de manière non limitative des colonnettes à sertir.
[0026] De préférence, le premier accessoire 10 est un alternateur et le deuxième accessoire 11 est un compresseur de climatisation, et c’est cette configuration qui sera décrite ci-dessous.
[0027] Les différentes phases de fonctionnement du groupe de propulsion électrique 1 vont maintenant être décrites. On peut distinguer trois phases de fonctionnement différentes : une phase thermique pure, une phase électrique ou hybride à faible vitesse, et une phase électrique ou hybride à vitesse rapide.
[0028] Au cours de la phase de fonctionnement dite thermique pure, le moteur thermique 19 assure seul la propulsion du véhicule 18. Les deux dispositifs d’accouplement 8, 9 sont donc dans une configuration telle que les arbres moteurs 6, 7 des deux moteurs électriques 2, 3 sont désaccouplés du système motoréducteur 4. Néanmoins, au moins un des moteurs électriques 2, 3 demeure alimenté par une batterie du véhicule 18 pour assurer la rotation de son arbre moteur 6, 7 et donc l’entraînement de l’arbre 12, 13 d’au moins un accessoire 10, 11. De préférence, le premier moteur électrique 2 demeure alimenté par la batterie pour assurer la rotation de son arbre moteur 6 et donc l’entraînement de l’arbre 12 du premier accessoire 10, c’est-à-dire l’alternateur, alors que le second moteur électrique 3 est alimenté de manière intermittente, de sorte que ce dernier n’assure la rotation du second accessoire 11, c’est-à-dire le compresseur de climatisation, qu’en fonction des besoins de la climatisation du véhicule 18.
[0029] De manière alternative, pour permettre l’entraînement continu au moins de l’arbre 12 du premier accessoire 10 par l’arbre moteur 6 du premier moteur électrique 2, le dispositif d’accouplement 8 maintient l’accouplement de l’arbre moteur 6 du premier moteur électrique 2 avec le système motoréducteur 4, de sorte que l’arbre de sortie 5 du système motoréducteur 4, entraîné en rotation par le train de roues arrière 22, entraîne en rotation l’arbre moteur 6 du premier moteur électrique 2. De la même manière, lorsque le calculateur du véhicule 18 commande l’alimentation du second accessoire 11, le dispositif d’accouplement 9 correspondant maintient l’accouplement de l’arbre moteur 7 du second moteur électrique 3 avec le système motoréducteur 4, de sorte que l’arbre de sortie 5 du système motoréducteur 4, entraîné en rotation par le train de roues arrière 22, entraîne en rotation l’arbre moteur 7 du second moteur électrique 3.
[0030] Au cours de la phase de fonctionnement dite électrique ou hybride à faible vitesse, le groupe de propulsion électrique 1 assure au moins une partie de la propulsion du véhicule 18 par entraînement du train de roues arrière 22. La propulsion peut être purement électrique, auquel cas le moteur thermique 19 est arrêté, ou hybride, auquel cas le moteur thermique 19 participe également à la propulsion du véhicule en entraînant le train de roues avant 21.
[0031] Au moins un des arbres moteurs 6, 7 des premier et second moteurs électriques 2, 3 est accouplé au système motoréducteur 4 via le dispositif d’accouplement correspondant 8, 9, de sorte qu’au moins un des moteurs électriques 2, 3 alimenté par la batterie entraîne en rotation l’arbre de sortie 5 du système motoréducteur 4.
[0032] De préférence, c’est le premier moteur électrique 2 qui demeure accouplé au système motoréducteur 4 via le dispositif d’accouplement correspondant 8 pour entraîner le premier accessoire 10. Le second moteur électrique 3 est quant à lui désaccouplé du système motoréducteur 4, de sorte que le second moteur électrique 3 ne participe pas à l’entraînement de l’arbre de sortie 5 du système motoréducteur 4. Le second moteur électrique 3 peut néanmoins être alimenté par la batterie, de sorte que l’arbre moteur 7 du second moteur électrique 3 entraîne en rotation l’arbre 13 du second accessoire 11.
[0033] La rotation de l’arbre moteur 7 est pilotée, par exemple par le calculateur du véhicule 18, en fréquence de rotation au juste nécessaire, c’est-à-dire que la vitesse de rotation atteinte par l’arbre moteur 7 du second moteur électrique 3 est juste suffisante pour permettre l’alimentation en énergie du second accessoire 11. La vitesse de rotation de l’arbre 12 du premier accessoire 10 est quant à elle tributaire de la vitesse de rotation du train de roues arrière 22 du véhicule 18, dans la mesure où le premier moteur électrique 2 est accouplé au système motoréducteur 4.
[0034] Au cours de la phase de fonctionnement dite électrique ou hybride à vitesse rapide, le groupe de propulsion électrique 1 assure au moins une partie de la propulsion du véhicule 18 par entraînement du train de roues arrière 22. La propulsion peut être purement électrique, auquel cas le moteur thermique 19 est arrêté, ou hybride, auquel cas le moteur thermique 19 participe également à la propulsion du véhicule en entraînant le train de roues avant 21.
[0035] Cependant, dans cette phase de fonctionnement, un plus grand couple doit être fourni au moins par le groupe de propulsion électrique 1 pour maintenir la vitesse de croisière du véhicule 18.
[0036] Pour ce faire, les deux moteurs électriques 2, 3 sont accouplés au système motoréducteur 4, et participent tous les deux à l’entraînement de l’arbre de sortie 5 du système motoréducteur 4. Dans cette phase de fonctionnement, les vitesses de rotation des arbres 12, 13 des accessoires 10, 11 sont donc tributaires de la vitesse de rotation du train de roues arrière 22 du véhicule 18.
[0037] De manière préférentielle, afin de permettre le fonctionnement intermittent du deuxième accessoire 11, l’arbre moteur 7 du second moteur électrique 3 comprend un dispositif d’accouplement 15, par exemple un dispositif d’embrayage ou un dispositif de crabotage. Lorsque le fonctionnement du deuxième accessoire 11, c’est-à-dire le compresseur de climatisation, n’est pas nécessaire, le calculateur du véhicule 18 commande le dispositif d’accouplement pour désaccoupler cet accessoire 11 de l’arbre moteur 7 du second moteur électrique 3. Ainsi, le deuxième moteur électrique 3, qui est alimenté par la batterie et participe à l’entraînement de l’arbre de sortie 5 du système motoréducteur 4, n’entraine pas l’arbre 13 du deuxième accessoire 11.
[0038] Ainsi, le groupe de propulsion électrique 1 selon l’invention, intégrant les accessoires 10, 11 comme l’alternateur et le compresseur de climatisation, permet de supprimer la façade accessoires utilisée dans les systèmes connus. Ceci permet de réduire la charge du moteur thermique 19, qui n’a plus besoin d’alimenter les accessoires 10, 11, et en outre d’améliorer le rendement de celui-ci.
[0039] Les accessoires 10, 11 étant par ailleurs respectivement reliés aux premier 2 et second 3 moteurs électriques, il est possible au constructeur de dimensionner les deux moteurs électriques 2, 3 indépendamment l’un de l’autre en fonction du choix des accessoires 10, 11, qui peuvent par ailleurs fonctionner à des fréquences de rotation différentes. L’intérêt de l’invention réside également dans le fait de permettre le pilotage indépendant des deux accessoires 10,11.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS
    1. Groupe motopropulseur d’un véhicule, notamment automobile, comprenant des premier (2) et second (3) moteurs électriques, un système motoréducteur (4) comportant un arbre de sortie (5), les arbres moteurs (6, 7) des premier (2) et second (3) moteurs électriques étant mécaniquement reliés à l’arbre de sortie (5) du système motoréducteur (4) via respectivement deux dispositifs d’accouplement (8, 9), et comprenant en outre des premier (10) et second (11) accessoires solidarisés sur le carter (17) du système motoréducteur (4), et qui sont respectivement entraînés indépendamment l’un de l’autre par les premier (2) et second (3) moteurs électriques.
  2. 2. Groupe motopropulseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les accessoires (10, 11) sont fixés sur le carter (17) du système motoréducteur (4) via des moyens de fixation (17a, 17b), tels que des colonnettes à sertir.
  3. 3. Groupe motopropulseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l’arbre moteur (6, 7) d’au moins un des moteurs électriques (2, 3) comprend un dispositif d’accouplement (15) apte à accoupler un des accessoires (10, 11) à l’arbre moteur (6, 7) du moteur électrique (2, 3) correspondant.
  4. 4. Groupe motopropulseur selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque dispositif d’accouplement (8, 9, 15) est un dispositif d’embrayage ou un dispositif de crabotage.
  5. 5. Groupe motopropulseur selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les arbres (12, 13) des premier (10) et second (11) accessoires sont respectivement entraînés par les arbres moteurs (6, 7) des premier (2) et second (3) moteurs électriques via respectivement deux courroies ou chaînes de transmission (16a, 16b).
  6. 6. Groupe motopropulseur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les premier (2) et second (3) moteurs électriques sont logés dans le carter (17) du système motoréducteur (4), et les deux courroies ou chaînes de transmission (16a, 16b) sont disposées à l’extérieur de ce carter (17).
  7. 7. Groupe motopropulseur selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les premier (10) et second (11) accessoires sont indifféremment un alternateur et un compresseur de climatisation.
  8. 8. Véhicule automobile (18), notamment de type hybride, comprenant un groupe motopropulseur selon l’une quelconque des revendications 1 à 7.
  9. 9. Véhicule automobile (18) selon la revendication 8, caractérisé en ce qu’il comprend un train de roues avant (21), un train de roues arrière (22), un moteur thermique (19) à l’avant du véhicule pour entraîner le train de roues avant (21), les moteurs électriques (2, 3) et le système motoréducteur (4) étant à l’arrière du véhicule (18) pour entraîner le train de roues arrière (22).
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