FR3060481B1 - VEHICLE POWERTRAIN - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un groupe motopropulseur pour véhicule comprenant successivement : - un moteur thermique (1), - un volant moteur (9), - un embrayage (2) comprenant au moins un disque d'embrayage, - une boite de vitesses (3) à commande manuelle, - et une roue (5) dans lequel un dispositif à roue libre (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26) n'autorisent la transmission de couple que du moteur (1) vers la roue et dans lequel le dispositif (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26) est disposé en aval ou en amont du disque d'embrayage.The present invention relates to a powertrain for a vehicle comprising successively: - a heat engine (1), - a flywheel (9), - a clutch (2) comprising at least one clutch disc, - a gearbox (3 ) with manual control, - and a wheel (5) in which a freewheel device (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26) allows the transmission of torque only from the motor (1) to the wheel and wherein the device (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26) is arranged downstream or upstream of the clutch disc.
Description
Groupe motopropulseur de véhicule L'invention concerne un groupe motopropulseur de véhicule mettant en œuvre une roue libre ainsi qu'un procédé de pilotage du groupe motopropulseur.The invention relates to a powertrain of a vehicle implementing a freewheel and a driving method of the powertrain.
Dans l'état de la technique, il est connu des systèmes et procédés qui découplent le moteur thermique des roues lorsque le conducteur cesse par exemple d'appuyer sur la pédale d'accélérateur. Ce type de système est fréquemment nommé par les termes en langue anglaise, coasting et sailing. Ces systèmes et procédés permettent de découpler le moteur dans les phases de fonctionnement où la demande de couple du conducteur est inférieure ou égale au couple qu'il faut fournir pour maintenir le véhicule à vitesse constante ou pour l'accélérer. Dans ce cas les frottements internes et les pertes par pompage du moteur thermique font du moteur un élément freinant. Désaccoupler le moteur thermique et même éteindre le moteur thermique dans ces phases de fonctionnement permet d'économiser du carburant. L'article R-2015-04-05, « Experimental validation of Stop & Start Sailing strategy for real-world driving cycles » publié par la Société des Ingénieurs de l'Automobile présente les phases dans lesquelles il est possible de découpler le moteur thermique des roues du véhicule.In the state of the art, it is known systems and processes that decouple the heat engine wheels when the driver stops for example to depress the accelerator pedal. This type of system is frequently named by the terms in English, Coasting and Sailing. These systems and methods make it possible to decouple the motor in the operating phases where the driver's torque demand is less than or equal to the torque that must be provided to maintain the vehicle at a constant speed or to accelerate it. In this case the internal friction and pumped losses of the engine make the engine a braking element. Disconnecting the engine and even turning off the engine in these operating phases saves fuel. Article R-2015-04-05, "Experimental validation of Stop & "Start Sailing Strategy for Real-World Driving Cycles" published by the Society of Automotive Engineers presents the phases in which it is possible to decouple the engine from the wheels of the vehicle.
Le document WO2014/094758A1 présente un découplage du moteur thermique et des roues grâce à un procédé de contrôle d'un embrayage. Ce procédé permet de détecter les conditions adaptées au coasting et de débrayer l'embrayage sans que le conducteur appuie sur la pédale d'embrayage pour débrayer. L'application d'un tel procédé nécessite d'équiper le véhicule d'un système d'actionnement d'embrayage comprenant un actionneur d'embrayage, par exemple un actionneur électromécanique, un calculateur, des capteurs ainsi que divers moyens d'interfaçage entre ces éléments. Ces différents éléments rendent le système d'actionnement complexe et coûteux.The document WO2014 / 094758A1 discloses a decoupling of the engine and the wheels by a method of controlling a clutch. This method makes it possible to detect the conditions adapted to coasting and disengage the clutch without the driver pressing the clutch pedal to disengage. The application of such a method requires to equip the vehicle with a clutch actuation system comprising a clutch actuator, for example an electromechanical actuator, a computer, sensors and various means of interfacing between these elements. These different elements make the actuating system complex and expensive.
Dans tout ce qui suit, «en amont » et «en aval » se comprennent par rapport au sens de la transmission de couple depuis le moteur thermique du véhicule jusqu'aux roues du véhicule. L'invention a pour objet de remédier à tout ou partie de ces inconvénients grâce à l'utilisation d'une roue libre dans le groupe motopropulseur.In what follows, "upstream" and "downstream" are understood in relation to the direction of torque transmission from the engine of the vehicle to the wheels of the vehicle. The invention aims to remedy all or part of these disadvantages through the use of a freewheel in the powertrain.
Un groupe motopropulseur pour véhicule selon l'invention comprend successivement : un moteur thermique, un volant moteur, un embrayage comprenant au moins un disque d'embrayage, une boite de vitesses à commande manuelle, et une roue dans lequel un dispositif à roue libre n'autorisant la transmission de couple que du moteur vers la roue, le dispositif étant disposé en aval ou en amont du disque d'embrayage.A powertrain for a vehicle according to the invention comprises successively: a heat engine, a flywheel, a clutch comprising at least one clutch disk, a manual gearbox, and a wheel in which a freewheel device allowing the transmission of torque from the engine to the wheel, the device being disposed downstream or upstream of the clutch disc.
Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, le volant moteur est un double volant amortisseur comprenant un volant primaire, un volant secondaire et au moins un organe élastique entre le volant primaire et le volant secondaire.According to a further characteristic of the invention, the flywheel is a double damping flywheel comprising a primary flywheel, a secondary flywheel and at least one elastic member between the primary flywheel and the secondary flywheel.
Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, le dispositif à roue-libre est entre deux éléments du volant primaire.According to a further feature of the invention, the freewheel device is between two elements of the primary flywheel.
Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, le volant secondaire comprend deux éléments sélectivement mobiles l'un par rapport à l'autre et le dispositif à roue libre est en aval de l'un de ces deux éléments et en amont de l'autre de ces éléments.According to a further feature of the invention, the secondary flywheel comprises two elements that are selectively movable relative to each other and the freewheel device is downstream of one of these two elements and upstream of the other of these elements.
Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, le dispositif à roue libre est en aval du moteur et en amont du volant moteur.According to a further feature of the invention, the freewheel device is downstream of the engine and upstream of the flywheel.
Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, la boite de vitesses comprend un arbre d'entrée en deux parties et le dispositif à roue-libre est en aval de l'une de ces parties et en amont de l'autre de ces parties.According to a further feature of the invention, the gearbox comprises a two-part input shaft and the freewheel device is downstream of one of these parts and upstream of the other of these parts.
Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, la boîte de vitesses comprend un arbre de sortie en deux parties et le dispositif à roue-libre est en aval de l'une de ces parties et en amont de l'autre de ces parties.According to a further feature of the invention, the gearbox comprises a two-part output shaft and the freewheel device is downstream of one of these parts and upstream of the other of these parts.
Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, le groupe motopropulseur comprend un différentiel et le dispositif à roue-libre est en aval de la boite de vitesses et en amont du différentiel.According to a further characteristic of the invention, the powertrain comprises a differential and the freewheel device is downstream of the gearbox and upstream of the differential.
Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, le groupe motopropulseur comprend un différentiel et le dispositif à roue-libre est en aval du différentiel.According to a further feature of the invention, the powertrain comprises a differential and the freewheel device is downstream of the differential.
Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, le dispositif à roue-libre peut être verrouillé.According to a further feature of the invention, the freewheel device can be locked.
Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, le dispositif à roue-libre comprend un amortisseur et/ou un limiteur de couple. L'utilisation d'un amortisseur ou d'un limiteur de couple permet de limiter les chocs lorsque le conducteur du véhicule accélère dans une phase de fonctionnement où le dispositif à roue libre découple le moteur thermique et les roues. En effet lors de cette accélération la vitesse de l'élément d'entrée du dispositif à roue libre augmente jusqu'à atteindre la vitesse de l'élément de sortie du dispositif à roue libre. Un choc peut se produire lors du fait de la différence d'accélération entre l'élément d'entrée et l'élément de sortie du dispositif à roue libre. L'utilisation d'un amortisseur par exemple à ressort ou d'un limiteur permet de limiter ce choc et donc d'améliorer le confort du véhicule et de protéger le groupe motopropulseur en amont et en aval du dispositif à roue libre.According to a further characteristic of the invention, the freewheel device comprises a damper and / or a torque limiter. The use of a damper or a torque limiter limits shocks when the driver of the vehicle accelerates in an operating phase where the freewheel device decouples the engine and the wheels. Indeed, during this acceleration the speed of the input element of the freewheel device increases until the speed of the output member of the freewheel device. Shock may occur due to the difference in acceleration between the input member and the output member of the freewheel device. The use of a shock absorber for example spring or a limiter limits this shock and thus improve the comfort of the vehicle and protect the powertrain upstream and downstream of the freewheel device.
Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, le groupe motopropulseur comprend un système de contrôle de moteur. Le système de contrôle du moteur est configuré pour que, si la différence entre la vitesse de l'élément d'entrée et la vitesse de l'élément de sortie du dispositif à roue libre est inférieure à une valeur prédéfinie, le moteur est contrôlé pour que la vitesse de l'élément d'entrée atteigne la vitesse de l'élément de sortie progressivement. L'invention a également pour objet un procédé de pilotage d'un groupe motopropulseur pour véhicule comprenant successivement : un moteur thermique, un volant moteur, un embrayage comprenant au moins un disque d'embrayage, une boite de vitesses à commande manuelle, et une roue, et comprenant un dispositif à roue libre n'autorisant la transmission de couple que du moteur vers la roue, le dispositif étant disposé en aval ou en amont du disque d'embrayage dans lequel : on détermine les vitesses de l'élément d'entrée et de l'élément de sortie du dispositif à roue libre et si la différence entre la vitesse de l'élément d'entrée et la vitesse de l'élément de sortie du dispositif à roue libre est inférieure à une valeur prédéfinie, on contrôle le moteur pour que la vitesse de l'élément d'entrée atteigne la vitesse de l'élément de sortie progressivement.According to a further characteristic of the invention, the powertrain comprises a motor control system. The engine control system is configured so that, if the difference between the speed of the input element and the speed of the output element of the freewheel device is less than a predefined value, the motor is controlled for that the speed of the input element reaches the speed of the output element gradually. The invention also relates to a driving method of a powertrain for a vehicle comprising successively: a heat engine, a flywheel, a clutch comprising at least one clutch disc, a manual gearbox, and a wheel, and comprising a freewheel device allowing torque transmission only from the motor to the wheel, the device being disposed downstream or upstream of the clutch disc in which: the speeds of the element of input and output element of the freewheel device and if the difference between the speed of the input element and the speed of the output element of the freewheel device is less than a predefined value, control the motor so that the speed of the input element reaches the speed of the output element gradually.
La valeur prédéfinie de différence entre la vitesse de l'élément d'entrée et la vitesse de l'élément de sortie du dispositif à roue libre peut être de préférence inférieure à 500 tr/min et de préférence environ 300 tr/min. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l'invention, donnés à titre illustratif et non limitatif, en référence aux figures annexées.The predefined difference value between the speed of the input element and the speed of the output element of the freewheel device can preferably be less than 500 rpm and preferably about 300 rpm. The invention will be better understood, and other objects, details, features and advantages thereof will appear more clearly in the following description of several particular embodiments of the invention, given by way of illustration and not limitation, with reference to the appended figures.
Sur ces figures : la figure 1 représente schématiquement le groupe motopropulseur selon un premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 2 représente schématiquement le groupe motopropulseur selon une deuxième mode de réalisation de l'invention ; la figure 3 représente schématiquement le groupe motopropulseur selon une troisième mode de réalisation de l'invention ; la figure 4 représente schématiquement le groupe motopropulseur selon une quatrième mode de réalisation de l'invention ; la figure 5 représente schématiquement le groupe motopropulseur selon une cinquième mode de réalisation de l'invention ; la figure 6 représente schématiquement le groupe motopropulseur selon une sixième mode de réalisation de l'invention ; la figure 7 représente schématiquement le groupe motopropulseur selon une septième mode de réalisation de l'invention ; la figure 8 est un graphe représentant schématiquement l'état de composants du groupe motopropulseur selon le mode de réalisation de la figure 2 équipée ou non d'un amortisseur ; la figure 9 est un graphe représentant schématiquement l'état de composants du groupe motopropulseur selon le mode de réalisation de la figure 2 avec ou sans stratégie de contrôle du moteur pour que la vitesse de l'élément d'entrée du dispositif à roue libre atteigne progressivement la vitesse de l'élément de sortie du dispositif à roue libre.In these figures: Figure 1 shows schematically the powertrain according to a first embodiment of the invention; FIG. 2 diagrammatically represents the powertrain according to a second embodiment of the invention; FIG. 3 diagrammatically represents the powertrain according to a third embodiment of the invention; FIG. 4 diagrammatically represents the powertrain according to a fourth embodiment of the invention; FIG. 5 diagrammatically represents the powertrain according to a fifth embodiment of the invention; FIG. 6 diagrammatically represents the powertrain according to a sixth embodiment of the invention; FIG. 7 schematically represents the powertrain according to a seventh embodiment of the invention; Figure 8 is a graph showing schematically the state of powertrain components according to the embodiment of Figure 2 with or without a damper; FIG. 9 is a graph showing schematically the state of components of the powertrain according to the embodiment of FIG. 2 with or without an engine control strategy so that the speed of the input element of the freewheel device reaches progressively the speed of the output element of the freewheel device.
Sur toutes les figures, les éléments identiques ou assurant la même fonction portent les mêmes numéros de référence.In all the figures, identical elements or providing the same function have the same reference numbers.
La figure 1 représente schématiquement un groupe motopropulseur de véhicule selon un premier mode de réalisation de l'invention. Le groupe motopropulseur comprend un moteur thermique 1 équipé d'un arbre de sortie. Le moteur thermique 1 est commandé par le conducteur du véhicule grâce à une commande d'accélérateur non représentée. Un dispositif à roue libre 20 est monté sur l'arbre de sortie en amont d'un volant moteur 9. Le volant moteur peut être un double volant amortisseur comme représenté sur la figure mais peut également être un volant moteur d'un autre type tel un volant moteur simple. Un arbre d'entrée d'une boîte de vitesses 3 est relié au volant moteur 9 via un embrayage 2. De manière classique la transmission de couple entre le volant moteur 9 et l'arbre d'entrée 8 de la boîte de vitesses manuelle 3 est assurée quand l'embrayage 2 est dans une position embrayée et cette transmission de couple est interrompue lorsque l'embrayage 2 est dans une position débrayée. La boîte de vitesses manuelle 3 comprend un arbre de sortie 7 qui transmet le couple à un différentiel 4. Le différentiel 4 transmet le couple à des roues 5 via des arbres 10. Tout en restant dans le cadre de l'invention la transmission du couple entre le différentiel 4 et les roues 5 peut être assurée par un autre dispositif tel qu'une chaîne ou une courroie. Dans une autre variante non représenté, le couple n'est transmis qu'à une seule roue par la boîte de vitesses manuelle via un dispositif de transmission tel qu'une chaîne, une courroie ou un arbre. Des variantes des deuxième, troisième et quatrième modes de réalisation dans lesquels le groupe motopropulseur ne transmet du couple qu'à une seule roue sont aussi possibles selon l'invention.Figure 1 schematically shows a powertrain vehicle according to a first embodiment of the invention. The powertrain comprises a heat engine 1 equipped with an output shaft. The heat engine 1 is controlled by the driver of the vehicle through an accelerator control not shown. A freewheel device 20 is mounted on the output shaft upstream of a flywheel 9. The flywheel can be a double flywheel as shown in the figure but can also be a flywheel of another type such a simple flywheel. An input shaft of a gearbox 3 is connected to the flywheel 9 via a clutch 2. In a conventional manner the transmission of torque between the flywheel 9 and the input shaft 8 of the manual gearbox 3 is ensured when the clutch 2 is in an engaged position and this torque transmission is interrupted when the clutch 2 is in a disengaged position. The manual gearbox 3 comprises an output shaft 7 which transmits the torque to a differential 4. The differential 4 transmits the torque to the wheels 5 via shafts 10. While remaining within the scope of the invention the transmission of torque between the differential 4 and the wheels 5 can be provided by another device such as a chain or a belt. In another variant not shown, the torque is transmitted to a single wheel by the manual gearbox via a transmission device such as a chain, a belt or a shaft. Variants of the second, third and fourth embodiments in which the powertrain transmits torque to only one wheel are also possible according to the invention.
Le dispositif à roue libre 20 ne transmet pas le couple du moteur thermique 1 au volant 9 si le moteur thermique 1 reçoit une consigne de couple inférieure à la consigne de couple qui lui permettrait d'atteindre une vitesse de rotation égale à celle du volant moteur 9. Une telle consigne de couple est notamment envoyée au moteur thermique 1 quand le conducteur cesse d'appuyer sur la commande d'accélérateur. Cette absence de transmission de couple entre le moteur thermique 1 et le volant moteur 9 permet d'éviter de soumettre le véhicule au frein moteur. De manière connue, le frein moteur est dû au frottements internes et pertes par pompage du moteur thermique 1. L'absence de frein moteur permet de réduire la consommation du véhicule. Si le conducteur cesse d'appuyer sur la commande d'accélérateur, la vitesse de rotation du moteur descend jusqu'à sa vitesse de ralenti. Pour réduire encore plus la consommation du véhicule il est possible d'arrêter le moteur thermique dans certaines conditions conduites.The freewheel device 20 does not transmit the torque of the heat engine 1 to the flywheel 9 if the heat engine 1 receives a torque setpoint lower than the torque setpoint which would allow it to reach a speed of rotation equal to that of the flywheel 9. Such a torque setpoint is in particular sent to the engine 1 when the driver stops pressing the accelerator control. This lack of torque transmission between the engine 1 and the flywheel 9 avoids subjecting the vehicle to the engine brake. In known manner, the engine brake is due to the internal friction and pumping losses of the engine 1. The absence of engine braking reduces the consumption of the vehicle. If the driver stops pressing the throttle control, the engine rotation speed will drop to idle speed. To further reduce the consumption of the vehicle it is possible to stop the engine under certain conditions.
Le dispositif à roue libre 20 transmet à nouveau le couple du moteur thermique 1 au volant moteur 9 si le moteur thermique 1 reçoit une consigne de couple supérieure à la consigne de couple qui lui permet d'atteindre la vitesse de rotation du volant moteur 9.The freewheel device 20 again transmits the torque of the heat engine 1 to the flywheel 9 if the heat engine 1 receives a torque setpoint higher than the torque setpoint which enables it to reach the rotational speed of the flywheel 9.
Le dispositif à roue libre 20 peut être associé à un système de verrouillage qui permet, s'il est activé, de transmettre le couple entre l'arbre de sortie du moteur thermique 1 et le volant moteur 9 même si, par exemple, le conducteur cesse d'appuyer sur la commande d'accélérateur. Le verrouillage peut être notamment utilisé lors de longues descentes pour éviter une utilisation prolongée des freins du véhicule.The freewheel device 20 may be associated with a locking system which, if it is enabled, enables the torque to be transmitted between the output shaft of the heat engine 1 and the flywheel 9 even if, for example, the driver stop pressing the throttle control. The lock can be used in particular during long descents to avoid prolonged use of the brakes of the vehicle.
La figure 2 représente schématiquement un groupe motopropulseur de véhicule selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode réalisation, le volant moteur est lié en rotation au moteur thermique 1. Le volant moteur 9 est un double volant amortisseur. Il comprend un volant primaire 91, un volant secondaire 92 et un élément amortisseur 93, par exemple un ressort hélicoïdal, qui transmet le couple entre le volant primaire 91 et le volant secondaire 92. Le volant primaire 91 est constitué d'un premier élément et d'un deuxième élément reliés entre eux par un dispositif à roue libre 21. Ce deuxième mode de réalisation est par ailleurs similaire au premier mode de réalisation.FIG. 2 schematically represents a vehicle powertrain according to a second embodiment of the invention. In this embodiment, the flywheel is rotatably connected to the engine 1. The flywheel 9 is a double damping flywheel. It comprises a primary flywheel 91, a secondary flywheel 92 and a damping element 93, for example a helical spring, which transmits the torque between the primary flywheel 91 and the secondary flywheel 92. The primary flywheel 91 consists of a first element and a second element interconnected by a freewheel device 21. This second embodiment is also similar to the first embodiment.
Le dispositif à roue libre 21 ne transmet pas le couple du moteur thermique 1 du premier élément du volant primaire 91 au deuxième élément du volant primaire 91 si le moteur thermique 1 reçoit une consigne de couple inférieure à la consigne de couple qui lui permettrait d'atteindre une vitesse de rotation égale à celle du deuxième élément du volant primaire 91. Une telle consigne de couple est notamment envoyée au moteur thermique 1 quand le conducteur cesse d'appuyer sur la commande d'accélérateur. Cette absence de transmission de couple entre le premier élément du volant primaire 91 et le deuxième élément du volant primaire 91 permet d'éviter de soumettre le véhicule au frein moteur et donc réduire la consommation de carburant du véhicule comme pour le premier mode de réalisation.The freewheel device 21 does not transmit the torque of the heat engine 1 of the first element of the primary flywheel 91 to the second element of the primary flywheel 91 if the heat engine 1 receives a torque setpoint lower than the torque setpoint which would allow it to achieve a rotational speed equal to that of the second element of the primary flywheel 91. Such a torque setpoint is in particular sent to the engine 1 when the driver stops pressing the accelerator control. This lack of torque transmission between the first element of the primary flywheel 91 and the second element of the primary flywheel 91 avoids subjecting the vehicle to the engine brake and thus reduce the fuel consumption of the vehicle as for the first embodiment.
Le dispositif à roue libre 21 peut être associé à un système de verrouillage qui permet, s'il est activé, de transmettre le couple entre premier élément et le deuxième élément du volant primaire 91 même si, par exemple, le conducteur cesse d'appuyer sur la commande d'accélérateur. Le verrouillage peut être notamment utilisé lors de longues descentes pour éviter une utilisation prolongée des freins du véhicule.The freewheel device 21 may be associated with a locking system which makes it possible, if activated, to transmit the torque between the first element and the second element of the primary flywheel 91 even if, for example, the driver stops pressing. on the throttle control. The lock can be used in particular during long descents to avoid prolonged use of the brakes of the vehicle.
La figure 3 représente schématiquement un groupe motopropulseur de véhicule selon un troisième mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode réalisation, le volant moteur est aussi lié en rotation au moteur thermique 1 et le volant moteur 9 est également un double volant amortisseur. Il comprend un volant primaire 91, un volant secondaire 92 et un élément amortisseur 93, par exemple un ressort hélicoïdal, qui transmet le couple entre le volant primaire 91 et le volant secondaire 92. Le volant secondaire 92 est constitué d'un premier élément et d'un deuxième élément reliés entre eux par un dispositif à roue libre 22. Ce troisième mode de réalisation est par ailleurs similaire au premier mode de réalisation.Figure 3 schematically shows a powertrain vehicle according to a third embodiment of the invention. In this embodiment, the flywheel is also rotatably connected to the engine 1 and the flywheel 9 is also a double damping flywheel. It comprises a primary flywheel 91, a secondary flywheel 92 and a damping element 93, for example a helical spring, which transmits the torque between the primary flywheel 91 and the secondary flywheel 92. The secondary flywheel 92 consists of a first element and a second element interconnected by a freewheel device 22. This third embodiment is also similar to the first embodiment.
Le dispositif à roue libre 22 ne transmet pas le couple du moteur thermique 1 du premier élément du volant secondaire 92 au deuxième élément du volant secondaire 92 si le moteur thermique 1 reçoit une consigne de couple inférieure à la consigne de couple qui lui permettrait d'atteindre une vitesse de rotation égale à celle du deuxième élément du volant secondaire 92. Une telle consigne de couple est notamment envoyée au moteur thermique 1 quand le conducteur cesse d'appuyer sur la commande d'accélérateur. Cette absence de transmission de couple entre le premier élément et le deuxième élément du volant secondaire 92 permet d'éviter de soumettre le véhicule au frein moteur et donc réduire la consommation de carburant du véhicule comme pour le premier mode de réalisation.The freewheel device 22 does not transmit the torque of the heat engine 1 of the first element of the secondary flywheel 92 to the second element of the secondary flywheel 92 if the heat engine 1 receives a torque setpoint lower than the torque setpoint which would allow it to achieve a rotational speed equal to that of the second element of the secondary flywheel 92. Such torque setpoint is in particular sent to the engine 1 when the driver stops pressing the accelerator control. This lack of transmission of torque between the first element and the second element of the secondary flywheel 92 avoids subjecting the vehicle to the engine brake and thus reduce the fuel consumption of the vehicle as for the first embodiment.
Le dispositif à roue libre 22 peut être associé à un système de verrouillage qui permet, s'il est activé, de transmettre le couple entre premier élément du volant secondaire 92 et le deuxième élément du volant secondaire 92 même si, par exemple, le conducteur cesse d'appuyer sur la commande d'accélérateur. Le verrouillage peut être notamment utilisé lors de longues descentes pour éviter une utilisation prolongée des freins du véhicule.The freewheel device 22 may be associated with a locking system which makes it possible, if activated, to transmit the torque between the first element of the secondary flywheel 92 and the second element of the secondary flywheel 92 even if, for example, the driver stop pressing the throttle control. The lock can be used in particular during long descents to avoid prolonged use of the brakes of the vehicle.
La figure 4 représente schématiquement un groupe motopropulseur de véhicule selon un quatrième mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode réalisation, le volant moteur 9 est aussi lié en rotation au moteur thermique 1. L'arbre d'entrée 8 de la boîte de vitesse 3 comprend une première et une deuxième parties reliées par un dispositif à roue libre 23.Ce quatrième mode de réalisation est par ailleurs similaire au premier mode de réalisation.FIG. 4 schematically represents a vehicle powertrain according to a fourth embodiment of the invention. In this embodiment, the flywheel 9 is also rotatably connected to the heat engine 1. The input shaft 8 of the gearbox 3 comprises a first and a second part connected by a freewheel device 23.This fourth Embodiment is otherwise similar to the first embodiment.
Le dispositif à roue libre 23 ne transmet pas le couple du moteur thermique 1 de la première partie de l'arbre d'entrée 8 de la boîte de vitesses 3 à la deuxième partie de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses 3 si le moteur thermique 1 reçoit une consigne de couple inférieure à la consigne de couple qui lui permettrait d'atteindre une vitesse de rotation égale à celle de la deuxième partie de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses 3. Une telle consigne de couple est notamment envoyée au moteur thermique 1 quand le conducteur cesse d'appuyer sur la commande d'accélérateur. Cette absence de transmission de couple entre la première et la deuxième parties de l'arbre d'entrée 8 de la boîte de vitesses 3 permet d'éviter de soumettre le véhicule au frein moteur et donc réduire la consommation de carburant du véhicule comme pour le premier mode de réalisation.The freewheel device 23 does not transmit the torque of the heat engine 1 of the first portion of the input shaft 8 of the gearbox 3 to the second portion of the input shaft of the gearbox 3. if the heat engine 1 receives a torque setpoint lower than the torque setpoint which would allow it to reach a rotational speed equal to that of the second part of the input shaft of the gearbox 3. Such a setpoint torque is notably sent to the engine 1 when the driver stops pressing the throttle control. This lack of transmission of torque between the first and second parts of the input shaft 8 of the gearbox 3 makes it possible to avoid subjecting the vehicle to the engine brake and thus reducing the fuel consumption of the vehicle, as in the case of first embodiment.
Le dispositif à roue libre 23 peut être associé à un système de verrouillage qui permet, s'il est activé, de transmettre le couple entre la première partie de l'arbre d'entrée 8 et la deuxième partie de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses 3 même si, par exemple, le conducteur cesse d'appuyer sur la commande d'accélérateur. Le verrouillage peut être notamment utilisé lors de longues descentes pour éviter une utilisation prolongée des freins du véhicule.The freewheel device 23 may be associated with a locking system which, if enabled, transmits torque between the first portion of the input shaft 8 and the second portion of the input shaft. of the gearbox 3 even if, for example, the driver stops pressing the throttle control. The lock can be used in particular during long descents to avoid prolonged use of the brakes of the vehicle.
La figure 5 représente schématiquement un groupe motopropulseur de véhicule selon un cinquième mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode réalisation, le volant moteur 9 est aussi lié en rotation au moteur thermique 1. L'arbre de sortie 7 de la boîte de vitesses 3 comprend une première et une deuxième parties reliées par un dispositif à roue libre 24. Ce cinquième mode de réalisation est par ailleurs similaire au premier mode de réalisation.FIG. 5 schematically represents a vehicle powertrain according to a fifth embodiment of the invention. In this embodiment, the flywheel 9 is also rotatably connected to the heat engine 1. The output shaft 7 of the gearbox 3 comprises first and second parts connected by a freewheel device 24. This fifth mode embodiment is otherwise similar to the first embodiment.
Le dispositif à roue libre 24 ne transmet pas de couple de la première partie de l'arbre de sortie 7 de la boîte de vitesses 3 à la deuxième partie de l'arbre de sortie de la boîte de vitesses 3 si le moteur thermique 1 reçoit une consigne de couple inférieure à la consigne de couple qui permettrait à la première partie de l'arbre de sortie de la boîte de vitesses d'atteindre une vitesse de rotation égale à celle de la deuxième partie de l'arbre de sortie de la boîte de vitesses 3. Une telle consigne de couple est notamment envoyée au moteur thermique 1 quand le conducteur cesse d'appuyer sur la commande d'accélérateur. Cette absence de transmission de couple entre la première et la deuxième parties de l'arbre de sortie 7 de la boîte de vitesses 3 permet d'éviter de soumettre le véhicule au frein moteur et donc réduire la consommation de carburant du véhicule comme pour le premier mode de réalisation.The freewheel device 24 does not transmit torque from the first portion of the output shaft 7 of the gearbox 3 to the second portion of the output shaft of the gearbox 3 if the heat engine 1 receives a torque setpoint lower than the torque setpoint which would allow the first part of the output shaft of the gearbox to reach a rotational speed equal to that of the second part of the output shaft of the gearbox 3. Such a torque setpoint is notably sent to the engine 1 when the driver stops pressing the accelerator control. This lack of transmission of torque between the first and second parts of the output shaft 7 of the gearbox 3 makes it possible to avoid subjecting the vehicle to the engine brake and thus to reduce the fuel consumption of the vehicle as for the first one. embodiment.
Le dispositif à roue libre 24 peut être associé à un système de verrouillage qui permet, s'il est activé, de transmettre le couple entre les deux parties de l'arbre de sortie même si, par exemple, le conducteur cesse d'appuyer sur la commande d'accélérateur ou si le rapport de marche arrière de la boîte de vitesses 3 est sélectionné.The freewheel device 24 may be associated with a locking system which, if enabled, transmits the torque between the two parts of the output shaft even if, for example, the driver stops pressing the throttle control or if the reverse gear ratio of gearbox 3 is selected.
La figure 6 représente schématiquement un groupe motopropulseur de véhicule selon un sixième mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode réalisation, le volant moteur 9 est aussi lié en rotation au moteur thermique 1. Un dispositif à roue libre 25 est monté en aval de la boîte de vitesses 3 et en amont du différentiel 4. Ce sixième mode de réalisation est par ailleurs similaire au premier mode de réalisation.FIG. 6 schematically represents a vehicle powertrain according to a sixth embodiment of the invention. In this embodiment, the flywheel 9 is also rotatably connected to the heat engine 1. A freewheel device 25 is mounted downstream of the gearbox 3 and upstream of the differential 4. This sixth embodiment is moreover similar to the first embodiment.
Le dispositif à roue libre 25 ne transmet pas de couple de la boîte de vitesses 3 à la deuxième partie de l'arbre de sortie de la boîte de vitesses 3 au différentiel si le moteur thermique 1 reçoit une consigne de couple inférieure à la consigne de couple qui permettrait à la l'arbre de sortie de la boîte de vitesses d'atteindre une vitesse de rotation égale à celle de l'entré du différentiel. Une telle consigne de couple est notamment envoyée au moteur thermique 1 quand le conducteur cesse d'appuyer sur la commande d'accélérateur. Cette absence de transmission de couple entre la boîte de vitesses 3 et le différentiel 4 permet d'éviter de soumettre le véhicule au frein moteur et donc réduire la consommation de carburant du véhicule comme pour le premier mode de réalisation.The freewheel device 25 does not transmit torque from the gearbox 3 to the second part of the output shaft of the gearbox 3 to the differential if the heat engine 1 receives a torque setpoint less than the setpoint of torque that would allow the output shaft of the gearbox to reach a rotation speed equal to that of the differential input. Such torque setpoint is in particular sent to the engine 1 when the driver stops pressing the throttle control. This lack of transmission of torque between the gearbox 3 and the differential 4 makes it possible to avoid subjecting the vehicle to engine braking and thus reducing the fuel consumption of the vehicle as in the first embodiment.
Le dispositif à roue libre 25 peut être associé à un système de verrouillage qui permet, s'il est activé, de transmettre le couple entre la boîte de vitesses 3 et le différentiel 4 même si, par exemple, le conducteur cesse d'appuyer sur le commande d'accélérateur ou si le rapport de marche arrière de la boîte de vitesses 3 est sélectionné.The freewheel device 25 may be associated with a locking system which makes it possible, if it is activated, to transmit the torque between the gearbox 3 and the differential 4 even if, for example, the driver stops pressing the throttle control or if the reverse gear ratio of gearbox 3 is selected.
La figure 7 représente schématiquement un groupe motopropulseur de véhicule selon un septième mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode réalisation, le volant moteur 9 est aussi lié en rotation au moteur thermique 1. Un dispositif à roue libre 26 est monté sur l'arbre de transmission entre le différentiel 4 et chacune des roues 5. Ce sixième mode de réalisation est par ailleurs similaire au premier mode de réalisation.Figure 7 schematically shows a vehicle powertrain according to a seventh embodiment of the invention. In this embodiment, the flywheel 9 is also connected in rotation to the heat engine 1. A freewheel device 26 is mounted on the transmission shaft between the differential 4 and each of the wheels 5. This sixth embodiment is by elsewhere similar to the first embodiment.
Les dispositifs à roue libre 26 ne transmettent pas de couple du différentiel 4 aux roue 5 si le moteur thermique 1 reçoit une consigne de couple inférieure à la consigne de couple qui permettrait à la sortie du différentiel d'atteindre une vitesse de rotation égale à celle des roues. Une telle consigne de couple est notamment envoyée au moteur thermique 1 quand le conducteur cesse d'appuyer sur la commande d'accélérateur. Cette absence de transmission de couple entre le différentiel 4 et les roues permet d'éviter de soumettre le véhicule au frein moteur et donc réduire la consommation de carburant du véhicule comme pour le premier mode de réalisation.The freewheel devices 26 do not transmit torque of the differential 4 to the wheels 5 if the heat engine 1 receives a torque setpoint lower than the torque setpoint which would allow the output of the differential to reach a rotational speed equal to that wheels. Such torque setpoint is in particular sent to the engine 1 when the driver stops pressing the throttle control. This lack of torque transmission between the differential 4 and the wheels makes it possible to avoid subjecting the vehicle to engine braking and thus to reduce the fuel consumption of the vehicle as in the first embodiment.
Les dispositifs à roue libre 26 peuvent être associés à un système de verrouillage qui permet, s'il est activé, de transmettre le couple entre le différentiel 4 et les roues même si, par exemple, le conducteur cesse d'appuyer sur la commande d'accélérateur ou si le rapport de marche arrière de la boîte de vitesses 3 est sélectionné.The freewheel devices 26 may be associated with a locking system which, if enabled, transmits the torque between the differential 4 and the wheels even if, for example, the driver stops pressing the control switch. accelerator or if the gear shift ratio of gearbox 3 is selected.
Dans une autre variante non représenté, le couple n'est transmis qu'à une seule roue par la boîte de vitesses manuelle via un dispositif de transmission tel qu'une chaîne, une courroie ou un arbre. Cette variante ne comprend pas de différentiel. Dans cette variante, le dispositif à roue libre 26 est en aval de la boîte de vitesses et en amont des roues.In another variant not shown, the torque is transmitted to a single wheel by the manual gearbox via a transmission device such as a chain, a belt or a shaft. This variant does not include a differential. In this variant, the freewheel device 26 is downstream of the gearbox and upstream of the wheels.
Les dispositifs à roue libre 20, 21, 22, 23, 24, 25 et 26 peuvent être équipés d'un amortisseur, par exemple à ressorts hélicoïdaux.The freewheel devices 20, 21, 22, 23, 24, 25 and 26 may be equipped with a damper, for example with coil springs.
La figure 8 présente, de manière schématique, l'état de composants du groupe motopropulseur selon le mode de réalisation de la figure 2 équipé ou non de l'amortisseur. L'abscisse des graphes de la figure 8 représente le temps. Des repères de temps 200 et 201 indiquent la succession des événements du procédé suivant l'invention. Le repère 200 correspond au moment où le conducteur commence à ré-accélérer par exemple en appuyant sur la commande d'accélérateur. Le repère 201 correspond au moment où la vitesse d'un élément d'entrée du dispositif à roue libre 21 devient égale à la vitesse de l'élément de sortie du dispositif à roue libre 21.Figure 8 shows, schematically, the state of powertrain components according to the embodiment of Figure 2 with or without the damper. The abscissa of the graphs in Figure 8 represents the time. Time marks 200 and 201 indicate the sequence of events of the method according to the invention. The mark 200 corresponds to the moment when the driver begins to re-accelerate, for example by pressing the accelerator control. The mark 201 corresponds to the moment when the speed of an input element of the freewheel device 21 becomes equal to the speed of the output element of the freewheel device 21.
La courbe 100 représente l'état de la commande d'accélérateur. Lorsque la courbe est confondue avec l'axe des abscisses le conducteur n'appuie pas sur la commande d'accélérateur. La courbe 101 représente le couple sur l'élément de sortie du dispositif à roue libre. La courbe 102 représente la vitesse de rotation de l'arbre d'entrée 8 de la boîte de vitesses 3. La courbe 103 représente la vitesse de rotation de l'arbre de sortie du moteur thermique 1. La courbe 104 représente l'accélération d'un véhicule équipé d'une variante du groupe motopropulseur comprenant un dispositif à roue libre 21 sans amortisseur. La courbe 105 représente l'accélération d'un véhicule équipé d'une variante du groupe motopropulseur comprenant un dispositif à roue libre 21 avec amortisseur.Curve 100 represents the state of the throttle control. When the curve coincides with the x-axis, the driver does not press the accelerator control. Curve 101 represents the torque on the output member of the freewheel device. The curve 102 represents the rotational speed of the input shaft 8 of the gearbox 3. The curve 103 represents the speed of rotation of the output shaft of the heat engine 1. The curve 104 represents the acceleration of a vehicle equipped with a variant of the powertrain comprising a freewheel device 21 without damper. Curve 105 represents the acceleration of a vehicle equipped with a variant of the powertrain comprising a freewheel device 21 with damper.
Au repère de temps 200, le conducteur appuie sur la commande d'accélérateur. Entre le repère de temps 200 et le repère de temps 201, la vitesse de rotation 103 de l'arbre de sortie du moteur thermique 1 augmente jusqu'à devenir égale à la vitesse de rotation 102 de l'arbre d'entrée 8 de la boîte de vitesse 3 au niveau du repère de temps 201. A ce moment le couple 101 transmis par le dispositif à roue libre augmente brusquement provoquant une variation de l'accélération 104, 105 du véhicule. Cette variation d'accélération est source d'inconfort pour les utilisateurs du véhicule. Il convient donc de la limiter. L'utilisation d'un amortisseur dans le dispositif à roue libre permet de limiter la variation de l'accélération du véhicule. La courbe 105 montre par exemple une diminution d'environ 20% de l'accélération par rapport la courbe 104. On remarque aussi que l'amplitude de l'oscillation de l'accélération réduit plus rapidement avec l'utilisation d'un amortisseur dans le dispositif à roue libre.At time mark 200, the driver presses on the throttle control. Between the time mark 200 and the time mark 201, the rotation speed 103 of the output shaft of the heat engine 1 increases to become equal to the rotation speed 102 of the input shaft 8 of the gearbox 3 at the time mark 201. At this moment the torque 101 transmitted by the freewheel device increases sharply causing a variation of the acceleration 104, 105 of the vehicle. This variation of acceleration is a source of discomfort for the users of the vehicle. It should therefore be limited. The use of a damper in the freewheel device makes it possible to limit the variation of the acceleration of the vehicle. The curve 105 shows for example a decrease of about 20% of the acceleration with respect to the curve 104. It is also noted that the amplitude of the oscillation of the acceleration reduces more rapidly with the use of a damper in the freewheel device.
La figure 9 présente l'état de composants du groupe motopropulseur lors de la mise en œuvre du procédé selon l'invention dans laquelle on contrôle le moteur thermique 1 pour que la vitesse de l'élément d'entrée du dispositif à roue libre 21 atteigne la vitesse de l'élément de sortie du dispositif à roue libre 21 de manière progressive.FIG. 9 shows the state of components of the powertrain during the implementation of the method according to the invention in which the heat engine 1 is controlled so that the speed of the input element of the freewheel device 21 reaches the speed of the output member of the freewheel device 21 in a progressive manner.
Les graphes de la figure 9 sont similaires à ceux de la figure 8. Les éléments de la figure 9 portant les mêmes références que les éléments de la figure 8 porte sur un même groupe motopropulseur comprenant un dispositif à roue libre 21 sans amortisseur et sans contrôle spécifique du moteur thermique.The graphs of FIG. 9 are similar to those of FIG. 8. The elements of FIG. 9 bearing the same references as the elements of FIG. 8 relate to the same powertrain comprising a freewheel device 21 without damper and without control specific to the engine.
La courbe 101' représente le couple sur l'élément de sortie du dispositif à roue libre d'une variante du groupe motopropulseur comprenant un dispositif à roue libre 21 sans amortisseur et avec contrôle du moteur thermique 1. On remarque que la courbe 101' ne présente pas l'augmentation brusque de la courbe 101. La courbe 103' représente la vitesse de rotation de l'arbre de sortie du moteur thermique 1 de cette même variante du groupe motopropulseur. La courbe 105' représente l'accélération d'un véhicule équipé de cette même variante du groupe motopropulseur.The curve 101 'represents the torque on the output element of the freewheel device of a variant of the powertrain comprising a freewheel device 21 without damper and with control of the heat engine 1. Note that the curve 101' does not The curve 103 'represents the rotational speed of the output shaft of the heat engine 1 of this same variant of the powertrain. The curve 105 'represents the acceleration of a vehicle equipped with this same variant of the powertrain.
Le contrôle du moteur thermique peut comprendre une étape de détection de la vitesse relative entre l'élément d'entrée et l'élément de sortie du dispositif à roue libre 21. Si cette vitesse relative est inférieure à environ 500 tr/min, on contrôle le moteur de manière à ce que l'accélération de l'élément d'entrée du dispositif à roue libre 21 soit légèrement supérieure à l'accélération de l'élément de sortie du dispositif à roue libre 21. L'accélération de l'élément d'entrée du dispositif à roue libre peut être par exemple limitée à une valeur supérieure de maximum 20% à celle de l'élément de sortie du dispositif à roue libre 21.The control of the heat engine may comprise a step of detecting the relative speed between the input element and the output element of the freewheel device 21. If this relative speed is less than about 500 rpm, it controls the motor so that the acceleration of the input member of the freewheel device 21 is slightly greater than the acceleration of the output member of the freewheel device 21. The acceleration of the element For example, the input of the freewheel device may be limited to a value which is not more than 20% greater than that of the output element of the freewheel device 21.
La comparaison de la courbe 104 et de la courbe 105' permet de mettre en évidence une limitation très significative de la variation d'accélération du véhicule avec le contrôle du moteur thermique 1. La courbe 105' montre par exemple une diminution d'environ 50% de l'accélération par rapport la courbe 104.The comparison of the curve 104 and the curve 105 'shows a very significant limitation of the acceleration variation of the vehicle with the control of the engine 1. The curve 105' shows for example a decrease of about 50 % of the acceleration compared to the curve 104.
Ce type de contrôle du moteur thermique 1 peut être utilisé avec les différents autres modes de réalisation de l'invention.This type of control of the heat engine 1 can be used with the various other embodiments of the invention.
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