FR3073783A1 - INFINITELY VARIABLE TRANSMISSION WITH POWER DIVIDER TRAIN HAVING THREE OPERATING MODES AND METHOD OF OPERATING THE SAME - Google Patents

INFINITELY VARIABLE TRANSMISSION WITH POWER DIVIDER TRAIN HAVING THREE OPERATING MODES AND METHOD OF OPERATING THE SAME Download PDF

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Abstract

Transmission infiniment variable à train épicycloïdal diviseur de puissance (30) qui relie mécaniquement un moteur thermique et deux machines électriques (50, 60) échangeant entre elles de la puissance électrique, transmission dans laquelle la puissance mécanique du moteur thermique introduite dans le train (30) se répartit au niveau d'un élément (33) du train entre une première voie de puissance où elle est prélevée par une première machine électrique (50), et une deuxième voie de puissance où elle est réunie à la puissance mécanique de la deuxième machine électrique (60) et se regroupe sur un élément de sortie du train, d'où elle est transmise aux roues du véhicule sur un rapport de transmission variable en fonction de la puissance électrique échangée entre les deux machines électriques, caractérisée en ce qu'elle comporte un groupe de couplage (40) entre la première machine électrique (50) et une des deux autres sources motrices pour faire tourner la transmission en bloc sur un rapport fixe.Infinitely variable power transmission with epicyclic power splitter (30) which mechanically connects a heat engine and two electrical machines (50, 60) exchanging electrical power with each other, transmission in which the mechanical power of the heat engine is introduced into the train (30). ) is distributed at one element (33) of the train between a first power channel where it is taken by a first electrical machine (50), and a second power channel where it is connected to the mechanical power of the second electrical machine (60) and is grouped on an output element of the train, from where it is transmitted to the wheels of the vehicle on a variable transmission ratio according to the electrical power exchanged between the two electrical machines, characterized in that it comprises a coupling unit (40) between the first electrical machine (50) and one of the two other motor sources for rotating block transmission on a fixed ratio.

Description

La présente invention concerne les variateurs de vitesses, ou transmissions infiniment variables (dites CVT pour « Continuously Variable Transmission » en anglais), dont le rapport entre la vitesse d'entrée et la vitesse de sortie, varie de manière continue.The present invention relates to variable speed drives, or infinitely variable transmissions (called CVT for "Continuously Variable Transmission" in English), the ratio between the input speed and the output speed, varies continuously.

Plus précisément, elle a pour objet une transmission infiniment variable à train épicycloïdal diviseur de puissance, qui relie mécaniquement un moteur thermique et deux machines électriques échangeant entre elles de la puissance électrique. Dans cette transmission, la puissance mécanique du moteur thermique se répartit au niveau d'un élément d'entrée du train entre une première voie de puissance, où elle est prélevée par une première machine électrique, et une deuxième voie de puissance, où elle est réunie à la puissance mécanique de la deuxième machine électrique. Elle se regroupe sur un élément de sortie du train, d'où elle est transmise aux roues du véhicule sur un rapport de transmission variable en fonction de la puissance électrique échangée entre les deux machines électriques.More precisely, it relates to an infinitely variable transmission with a power dividing planetary gear train, which mechanically connects a heat engine and two electric machines exchanging electric power between them. In this transmission, the mechanical power of the heat engine is distributed at the level of an input element of the train between a first power track, where it is taken up by a first electric machine, and a second power track, where it is combined with the mechanical power of the second electric machine. It gathers on an output element of the train, from where it is transmitted to the wheels of the vehicle on a variable transmission ratio according to the electric power exchanged between the two electric machines.

La présente invention a également pour objet un procédé de fonctionnement d'une telle transmissionThe present invention also relates to a method of operating such a transmission.

Dans les variateurs basés sur un train épicycloïdal, on ajuste le ratio en imposant un différentiel de vitesse entre deux éléments du train. Lorsqu'on fait varier le régime de rotation d'un composant du train, le ratio de réduction entre deux autres composants varie en conséquence.In variators based on a planetary gear train, the ratio is adjusted by imposing a speed differential between two elements of the train. When the rotation speed of a component of the train is varied, the reduction ratio between two other components varies accordingly.

Par la publication EP 1 125 780, on connaît une chaîne cinématique hybride dite e-CVT, comportant un moteur thermique et une transmission basée sur un train épicycloïdal, utilisant deux machines électriques pour faire varier son ratio de transmission. Le moteur thermique est connecté au porte-satellites du train. Une première machine électrique est connectée au planétaire. En faisant varier sa vitesse, on fait varier le ratio entre le moteur thermique et les roues, qui sont connectées à la couronne, ainsi qu'à une deuxième machine électrique. En faisant varier la vitesse de la première machine électrique, on fait varier le ratio de transmission entre le moteur thermique et les roues.By publication EP 1 125 780, a hybrid kinematic chain known as e-CVT is known, comprising a heat engine and a transmission based on a planetary gear train, using two electric machines to vary its transmission ratio. The heat engine is connected to the planet carrier of the train. A first electric machine is connected to the planet. By varying its speed, the ratio between the heat engine and the wheels, which are connected to the crown, as well as to a second electric machine, is varied. By varying the speed of the first electric machine, the transmission ratio between the heat engine and the wheels is varied.

Dans un véhicule conventionnel, toute l'énergie apportée aux roues provient du moteur thermique. Le rôle principal de l'e-CVT est d'ajuster le ratio entre le moteur thermique et les roues. Selon le dessin en coupe de la figure 1, la première machine GEN peut prélever de la puissance mécanique au moteur thermique ICE, ou fournir de la puissance mécanique (et donc produire ou consommer de la puissance), selon la manière dont elle est pilotée. On utilise alors la seconde machine ME pour dépenser ou produire cette énergie électrique, de manière à rester à bilan énergétique nul (pas de stockage ni de dépense électrique). Dans le cas d'un véhicule hybride, la machine permet d'assurer le roulage électrique et la récupération d'énergie au freinage.In a conventional vehicle, all the energy supplied to the wheels comes from the heat engine. The main role of the e-CVT is to adjust the ratio between the engine and the wheels. According to the cross-sectional drawing of FIG. 1, the first GEN machine can take mechanical power from the ICE heat engine, or supply mechanical power (and therefore produce or consume power), depending on how it is controlled. The second machine ME is then used to spend or produce this electrical energy, so as to remain at zero energy balance (no storage or electrical expenditure). In the case of a hybrid vehicle, the machine ensures electric driving and energy recovery under braking.

Le rendement de l'e-CVT dépend de son ratio de réduction. Selon ce ratio, la puissance électrique échangée entre les machines, varie jusqu'à l'extrême, où toute la puissance mécanique fournie par le moteur thermique passe en dérivation électrique.The efficiency of the e-CVT depends on its reduction ratio. According to this ratio, the electrical power exchanged between machines varies to the extreme, where all the mechanical power supplied by the heat engine goes into electrical bypass.

Si la machine GEN ne tourne pas, le taux de dérivation est nul. La transmission est à son rendement maximum, car aucune puissance mécanique n'est prélevée ou fournie par la machine GEN. En revanche, elle doit fournir le couple d'appui nécessaire à l'équilibre du train.If the GEN machine is not running, the bypass rate is zero. The transmission is at its maximum efficiency, because no mechanical power is taken or supplied by the GEN machine. However, it must provide the support torque necessary to balance the train.

Il y a dans cette transmission une autre situation particulière, pour laquelle le rendement mécanique est au maximum. C'est lorsque tous les éléments du tain tournent à la même vitesse. Mais dans ce cas, la machine GEN prélève de la puissance : elle tourne et doit fournir un couple d'appui proportionnel au couple du moteur thermique.There is another particular situation in this transmission, for which the mechanical efficiency is at a maximum. It is when all the elements of the tin rotate at the same speed. But in this case, the GEN machine takes power: it rotates and must provide a support torque proportional to the torque of the heat engine.

La présente invention a pour but de soulager la machine électrique de la transmission e-CVT, du couple d'appui lorsqu'elle ne tourne pas, tout en ayant une dérivation de puissance nulle, lorsque tous les éléments du train tournent à la même vitesse.The object of the present invention is to relieve the electric machine of the e-CVT transmission, of the support torque when it is not rotating, while having a zero power bypass, when all the elements of the train rotate at the same speed. .

Dans ce la transmission comporte un groupe de couplage entre la première machine électrique et une des deux autres sources motrices, pour faire tourner la transmission en bloc sur un rapport fixe.In this, the transmission comprises a coupling group between the first electric machine and one of the other two driving sources, to rotate the transmission in block on a fixed gear.

Conformément à 1'invention, lorsque le passage de la transmission sur le rapport fixe est choisi, le moteur thermique et les deux machines électriques sont pilotés pour établir le ratio du rapport fixe en mode e-CVT, avant d'effectuer le couplage de la couronne avec le portesatellites du train.In accordance with the invention, when the shift from the transmission to the fixed gear is chosen, the heat engine and the two electric machines are controlled to establish the ratio of the fixed gear in e-CVT mode, before coupling the crown with the satellite carriers of the train.

La transmission comporte de préférence un groupe de couplage comprenant un manchon de crabotage pouvant être positionné selon trois positions une position centrale où le train planétaire fonctionne librement en e-CVT, une première position axiale, où il relie le planétaire point fixe et bloque le planétaire en rotation, sur un premier rapport fixe « long », et une seconde position axiale, où il lie le planétaire et le porte-satellite, permettant au train de tourner d' un seul bloc, sur un second rapport fixe « court ».The transmission preferably comprises a coupling group comprising a clutch sleeve that can be positioned in three positions, a central position where the planetary gear operates freely in e-CVT, a first axial position, where it connects the fixed point planetary and blocks the planetary in rotation, on a first "long" fixed gear, and a second axial position, where it connects the sun gear and the planet carrier, allowing the train to turn in one piece, on a second "short" fixed gear.

Dans un premier mode de réalisation de 1'invention, le moteur thermique est relié au porte-satellites du train, la première machine électriqueIn a first embodiment of the invention, the heat engine is connected to the planet carrier of the train, the first electric machine

GEN au planétaire, et la deuxième machine électrique à la couronne de sortie.GEN on the planet, and the second electric machine on the output crown.

Dans un deuxième mode de réalisation deIn a second embodiment of

1'invention, le moteur thermique est relié la couronne, la première machine électrique est reliée au planétaire, et la deuxième machine électrique est reliée au porte-satellites.1'invention, the engine is connected to the crown, the first electric machine is connected to the sun gear, and the second electric machine is connected to the planet carrier.

Dans ces deux modes de réalisation non limitatifs deIn these two nonlimiting embodiments of

1'invention, la transmission peut disposer :The invention, the transmission can have:

• d'un premier mode de fonctionnement, dans lequel le système de couplage est ouvert, où la puissance dérivée sur la première machine électrique varie en fonction du régime du moteur thermique ;• a first operating mode, in which the coupling system is open, where the power derived from the first electric machine varies as a function of the engine speed;

• d'un deuxième mode de fonctionnement, dans lequel le système de couplage est fermé, où la totalité de la puissance du moteur thermique se retrouve sur la couronne de sortie du train : la première machine électrique ne tourne pas et le couple d'appui est fourni par le système de couplage. La puissance électrique dérivée est nulle ;• a second operating mode, in which the coupling system is closed, where all the power of the heat engine is found on the output gear of the train: the first electric machine does not rotate and the support torque is provided by the coupling system. The derived electrical power is zero;

• d'un troisième mode de fonctionnement, dans lequel le système de couplage est fermé sur le train, où la totalité de la puissance du moteur thermique se retrouve sur la couronne de sortie du train. La première machine électrique tourne à la vitesse du train qui fait bloc, mais sans fournir de couple ; la puissance électrique dérivée est nulle.• a third operating mode, in which the coupling system is closed on the train, where all of the power of the heat engine is found on the output crown of the train. The first electric machine rotates at the speed of the uniting train, but without providing torque; the derived electrical power is zero.

Le choix de passer sur l'un ou l'autre des rapports fixes, peut être fait à partir d'une cartographie mettant en évidence leur intérêt d'un point de vue énergétique, en fonction de la vitesse du véhicule et de la puissance demandée à la roue.The choice to switch to one or the other of the fixed reports, can be made from a map highlighting their interest from an energy point of view, depending on the speed of the vehicle and the power requested to the wheel.

La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en se reportant aux dessinsThe present invention will be better understood on reading the following description of a non-limiting embodiment thereof, with reference to the drawings

annexés, appended sur lesquels on which ones est East la coupe A-A longitudinale de the longitudinal A-A section of la the la the figure figure 1 1 transmission transmission du type like e- e -CVT -CVT électrique ; electric; - - la the figure figure 2 2 une a coupe transversale simplifiée ; simplified cross section; - - la the figure figure 3 3 est East un agrandissement partiel de partial enlargement of la the figure 1, figure 1, de of la zone The area du train planétaire et du dispositif of the planetary train and the device de of blocage ; blocking; - - la the figure figure 4 4 est East une vue partielle de la figure a partial view of the figure 1 1

illustrant le flux de puissance dans le train planétaire en mode dérivation de puissance ;illustrating the flow of power in the planetary gear in power bypass mode;

la figure 5 est une vue partielle de la figure 1 illustrant le flux de puissance dans le train planétaire en mode planétaire bloqué (rapport fixe court);Figure 5 is a partial view of Figure 1 illustrating the flow of power in the planetary gear in planetary locked mode (short fixed ratio);

la figure 6 illustrant le flux de est une vue partielle de la figure 1 puissance dans le train planétaire en mode planétaire bloquéFigure 6 illustrating the flow of is a partial view of Figure 1 power in the planetary gear in planetary mode blocked

La transmission illustrée par les figures est un système e-CVT. Il s'agit d'une transmission infiniment variable à train épicycloïdal diviseur de puissance 30 qui relie mécaniquement un moteur thermique et deux machines électriquesThe transmission illustrated in the figures is an e-CVT system. It is an infinitely variable transmission with planetary power divider train 30 which mechanically connects a heat engine and two electric machines

50, échangeant entre elles de la puissance électrique.50, exchanging electrical power between them.

La puissance mécanique du moteur thermique introduite dans le train se répartit au niveau d'un élément 33 du train entre une première voie de puissance où elle est prélevée par une première machine électrique , et une deuxième voie de puissance où elle est réunie la puissance mécanique de la deuxième machine électriqueThe mechanical power of the heat engine introduced into the train is distributed at the level of an element 33 of the train between a first power track where it is taken up by a first electric machine, and a second power track where it combines the mechanical power of the second electric machine

60. Elle se regroupe sur un élément de sortie du train, d'où elle est transmise aux roues du véhicule sur un rapport de transmission variable en fonction de la puissance électrique échangée entre les deux machines électriques 50,60. It is grouped together on an output element of the train, from where it is transmitted to the wheels of the vehicle on a variable transmission ratio as a function of the electric power exchanged between the two electric machines 50,

Cette transmission est composée de quatre éléments principaux :This transmission is made up of four main elements:

un train épicycloïdala planetary gear train

30, qui relie mécaniquement une première machine électrique GEN 50, une seconde machine électrique30, which mechanically connects a first GEN 50 electric machine, a second electric machine

ME 60 et un moteur thermique ICE (dont on a seulement représenté le la source principale de puissance. La première machine électriqueME 60 and an ICE heat engine (of which only the main source of power has been shown. The first electric machine

GEN 5 0 permet d'adapter le ratio de réduction entre le moteur thermique et les roues. La deuxième machine électrique ME 60, est liée de manière permanente aux roues, selon un rapport fixe.GEN 5 0 makes it possible to adapt the reduction ratio between the engine and the wheels. The second ME 60 electric machine is permanently linked to the wheels, in a fixed ratio.

Sur la figure distingue de la droite vers la gauche, un carter de volant et de différentiel 10, le carter de mécanismes 11, le support de mécanisme de commande 12, et le carter de machines électriques 13 de la transmission. Il s'agit d'une transmission infiniment variable à train épicycloïdal diviseur de puissance, qui relie mécaniquement un moteur thermique et deux machines électriques échangeant entre elles de la puissance électrique. La puissance mécanique du moteur thermique se répartit au niveau d'un élément 33 d'entrée du train 30 entre une première voie de puissance où elle est prélevée par la première machine électrique 50 (GEN) , et une deuxième voie de puissance, où elle est réunie à la puissance mécanique de la deuxième machine 60 (ME). La puissance se regroupe sur un élément de sortie du train d'où elle est transmise aux roues du véhicule, sur un rapport de transmission variable en fonction de la puissance électrique échangée entre les deux machines électriques 50, 60.In the figure distinguishes from right to left, a flywheel and differential housing 10, the mechanisms housing 11, the control mechanism support 12, and the housing of electrical machines 13 of the transmission. It is an infinitely variable transmission with a power dividing planetary gear train, which mechanically connects a heat engine and two electric machines exchanging electric power between them. The mechanical power of the heat engine is distributed at the level of an input element 33 of the train 30 between a first power channel where it is taken up by the first electric machine 50 (GEN), and a second power channel, where it is combined with the mechanical power of the second machine 60 (ME). The power is grouped together on an output element of the train from where it is transmitted to the wheels of the vehicle, on a variable transmission ratio as a function of the electric power exchanged between the two electric machines 50, 60.

Dans le premier carter, ou carter de volant 10, on voit le vilebrequin 20, un volant d'inertie classique 21 de moteur thermique (non représenté), un limiteur de couple 22, et un amortisseur 23. Le carter de mécanismes 11 renferme un train épicycloïdal diviseur de puissance 30, avec le groupe de couplage 40, qui sont agrandis sur la figure 3. Le train épicycloïdal diviseur de puissance 30 est composé d'un planétaire 35, d'un porte-satellite 31, et d'une couronne 34. Le planétaire 35 est constitué par une denture fixe de l'arbre planétaire de la transmission. Dans le mode de réalisation non limitatif illustré par les figures, le planétaire 35 est relié à la machine électrique GEN 50. Le moteur thermique (représenté par son vilebrequin 20), est relié au porte-satellites 31 du train 30 par 1'intermédiaire de l'arbre 31, a et de l'amortisseur 23. La première machine électrique 50 est reliée au planétaire 35. La deuxième machine électrique 60 est reliée à la couronne de sortie 34 du train. La couronne 34 est reliée aux roues du véhicule par deux étages de couple de pignons.In the first casing, or flywheel casing 10, we see the crankshaft 20, a conventional flywheel 21 of a heat engine (not shown), a torque limiter 22, and a shock absorber 23. The mechanism casing 11 contains a planetary power divider train 30, with the coupling group 40, which are enlarged in FIG. 3. The planetary power divider train 30 is composed of a sun gear 35, a planet carrier 31, and a crown 34. The planetary gear 35 consists of a fixed toothing of the planetary shaft of the transmission. In the nonlimiting embodiment illustrated in the figures, the sun gear 35 is connected to the electric machine GEN 50. The heat engine (represented by its crankshaft 20) is connected to the planet carrier 31 of the train 30 by means of the shaft 31, a and the shock absorber 23. The first electric machine 50 is connected to the sun gear 35. The second electric machine 60 is connected to the output ring gear 34 of the train. The crown 34 is connected to the vehicle wheels by two stages of pinion torque.

La transmission comporte un arbre intermédiaire 70 couplé à la deuxième machine électrique 60, et un arbre secondaire 80 portant un pignon de descente 81 vers la couronne de différentiel 93, un pignon de descente de machine électrique 82 et un pignon de descente du train planétaire 83.The transmission comprises an intermediate shaft 70 coupled to the second electric machine 60, and a secondary shaft 80 carrying a lowering pinion 81 towards the differential gear 93, a lowering pinion of an electric machine 82 and a lowering pinion of the planetary gear 83 .

Dans le mode de réalisation décrit sur les figures, le couplage du moteur thermique et de la première machine électrique 50 s'effectue entre l'arbre de planétaire 35 et le porte satellite 31 fixé sur l'arbre d'entrée lié au vilebrequin 20 du moteur thermique.In the embodiment described in the figures, the heat engine and the first electric machine 50 are coupled between the sun gear shaft 35 and the planet carrier 31 fixed on the input shaft linked to the crankshaft 20 of the thermal motor.

Dans un autre mode de réalisation de 1'invention, non représenté sur les schémas, la première machine électrique 50 est reliée au planétaire, et la deuxième machine électrique 60 au porte-satellites.In another embodiment of the invention, not shown in the diagrams, the first electric machine 50 is connected to the planet, and the second electric machine 60 to the planet carrier.

Le groupe de couplage 40 entre la première machine électrique 50 et une des deux autres sources motrices, permet de faire tourner la transmission en bloc sur un rapport fixe. Il est composé d'un moyeu 41 supporté par l'arbre de la génératrice 52,a. C'est un système à crabot, ou groupe de synchro-crabotage composé, d'un moyeu 41 solidaire du planétaire 35, d'un cône crabot 44 solidaire du corps du porte-satellites 31 et d'un manchon coulissant, ou baladeur 42. Il est capable de réaliser une liaison entre le planétaire 35 et le porte-satellites 31. Le manchon 42 coulisse axialement. Il peut ainsi se déplacer et adopter une position centrale et deux positions extrêmes à droite et à gauche. Les déplacements du manchon de crabotage sont assurés par une commande comprenant une fourchette 47 supportée par un axe de fourchette 48, lui-même supporté par le carter de mécanisme 13 et le support 12 du mécanisme de commande. Ses déplacements sont contrôlés par un actionneur linéaire pneumatique, hydraulique, ou électrique, non représenté. Dans ce dernier cas, il est connecté au réseau électrique d'alimentation existant.The coupling group 40 between the first electric machine 50 and one of the other two driving sources, makes it possible to rotate the transmission in block on a fixed ratio. It is composed of a hub 41 supported by the shaft of the generator 52, a. It is a dog clutch system, or synchro-dog clutch group composed of a hub 41 secured to the sun gear 35, a dog cone 44 secured to the body of the planet carrier 31 and a sliding sleeve, or wand 42 It is capable of making a connection between the sun gear 35 and the planet carrier 31. The sleeve 42 slides axially. It can thus move and adopt a central position and two extreme positions on the right and on the left. The movements of the clutch sleeve are ensured by a control comprising a fork 47 supported by a fork shaft 48, itself supported by the mechanism housing 13 and the support 12 of the control mechanism. Its movements are controlled by a pneumatic, hydraulic, or electric linear actuator, not shown. In the latter case, it is connected to the existing power supply network.

Dans ses positions extrêmes, le manchon 42 s'engage,In its extreme positions, the sleeve 42 engages,

à droite dans right in un a crabot 43 supporté par dog 43 supported by le porte-satellites, the planet carrier, et à gauche and to the left dans in un crabot 44 fixé a fixed dog 44 sur le on the support de support of mécanisme 12. mechanism 12. Pour For éviter de la bruyance telle que des avoid noisy noise such as « craquements "Crackles », " le the groupe de couplage comprend un anneau de coupling group includes a ring synchronisation synchronization 45 45 mis en position put in position par les by the clavettes wedges d'armement 46 weapon 46 Lorsque When le the mot word eur thermique est à thermal eur is at 1'arrêt 1'arrêt (roulage en (rolling in

mode électrique), il n'offre plus d'appui au train 30. Une roue libre, prend le relai. Elle permet alors d'utiliser la génératrice en moteur pour les roulages en mode électrique, mais en marche avant seulement. La particularité de cetteelectric mode), it no longer offers support for train 30. A freewheel takes over. It then allows the generator to be used as an engine for driving in electric mode, but only in forward gear. The peculiarity of this

- 8 roue libre est son agencement dans la boîte, donc dans l'huile, et son limiteur de couple, qui protège ses pistes et son accrochage sur carter, des pics de couple de type incidentel, par exemple en cas de freinage avec blocage des roues.- 8 freewheel is its arrangement in the box, therefore in the oil, and its torque limiter, which protects its tracks and its attachment to the housing, torque peaks of incidental type, for example in the event of braking with locking of the wheels.

La puissance totale ou partielle transmise à la couronne du train, est transmise à l'arbre secondaire 80 par un couple de pignon 34, a et 83. La puissance de la ME 60 est transmise à l'arbre 70, puis est transmise également à l'arbre secondaire 80 par le couple de pignons 71 et 82. Enfin, la puissance est transmise aux roues de l'arbre secondaire 80 par de pignon d'attaque 81 à la couronne de pont 93, qui fait partie d'un ensemble différentiel 90 comprenant un boitier 91, qui supporte la couronne 93 et contient un mécanisme 92 de répartition de couple aux roues classique, à planétaires et satellites.The total or partial power transmitted to the crown of the train is transmitted to the secondary shaft 80 by a pair of pinions 34, a and 83. The power of the ME 60 is transmitted to the shaft 70, then is also transmitted to the secondary shaft 80 by the pair of pinions 71 and 82. Finally, the power is transmitted to the wheels of the secondary shaft 80 by driving pinion 81 to the crown gear 93, which is part of a differential assembly 90 comprising a housing 91, which supports the crown 93 and contains a mechanism 92 for distributing torque to conventional wheels, with planetary and satellite wheels.

Lorsque le groupe est dé-craboté (figure 4), le train 30 fonctionne en dérivation de puissance. La transmission est en mode e-CVT. La puissance du moteur thermique entre par le porte-satellites 31. La répartition de puissance est réalisée au niveau des satellites 33. Elle se partage entre le planétaire 35 pour la puissance prélevée par la génératrice 50, et la couronne 34, pour la puissance transmise directement aux roues. La circulation de puissance est représentée par les lignes en trait plein et le sens de circulation vaut pour le sens entrainement du véhicule par le moteur thermique.When the group is disengaged (Figure 4), the train 30 operates in power bypass. Transmission is in e-CVT mode. The power of the heat engine enters through the planet carrier 31. The power distribution is carried out at the level of the satellites 33. It is shared between the sun gear 35 for the power drawn by the generator 50, and the crown 34, for the power transmitted directly to the wheels. The power circulation is represented by the solid lines and the direction of circulation is valid for the direction of driving of the vehicle by the heat engine.

Comme tous les trains épicycloïdaux, le train diviseur 30 obéit à des lois, dont les principales sont :Like all epicyclic trains, the dividing train 30 obeys laws, the main ones of which are:

• somme des puissances nulle (puissance entrante = puissance sortante), • couple au porte-satellites = couple au planétaire + couple à la couronne.• zero power sum (incoming power = outgoing power), • torque at the planet carrier = torque at the planet wheel + torque at the crown.

En fonction des vitesses de la couronne 34 (c'est-àdire du véhicule) et du moteur thermique (dont on choisit le point de fonctionnement optimal à chaque situation donnée), la vitesse de la génératrice 50 est imposée, et la puissance prélevée, ou « dérivée », est fixée. Mais pour une vitesse du véhicule donnée, on peut caler le moteur à n'importe quel régime, grâce à la dérivation de puissance variable. On peut alors se trouver dans un mode de fonctionnement hybride série, typiquement au démarrage du véhicule, où la puissance dérivée est proche de 100%. En revanche à haute vitesse, si la puissance dérivée est proche de 0%, le fonctionnement du véhicule est celui d'un véhicule hybride parallèle.As a function of the speeds of the crown 34 (that is to say of the vehicle) and of the heat engine (of which the optimum operating point is chosen for each given situation), the speed of the generator 50 is imposed, and the power drawn off, or "derivative", is fixed. But for a given vehicle speed, the engine can be stalled at any speed, thanks to the variable power bypass. We can then be in a series hybrid operating mode, typically when the vehicle is started, where the derived power is close to 100%. On the other hand, at high speed, if the derived power is close to 0%, the operation of the vehicle is that of a parallel hybrid vehicle.

Sur la figure 5, le système est craboté à gauche. Le manchon 42 est engagé sur le crabot 44 lié au support de mécanisme de commande 12. Le planétaire 35 et la génératrice 50 sont bloqués. Le couple d'appui est fourni par le crabot 44. La vitesse étant nulle, la puissance échangée est nulle. Le couple d'appui est représenté par la ligne de pointillée entre le crabot 44 et le planétaire 35. La circulation de puissance est représentée par la ligne en trait plein. Le sens de circulation vaut pour le sens entrainement du véhicule par le moteur thermique. Toute la puissance du moteur thermique est transmise à la couronne du train 44 et aux roues. La dérivation de puissance électrique est bien nulle. La démultiplication entre le moteur thermique et les roues est longue, car la transmission de la puissance du porte-satellites 31 à la couronne 34 est en surmultiplié selon le rapport (Nc+Np)/Ne, Ne étant est le nombre de dents de la couronne et Np le nombre de dents du planétaire.In Figure 5, the system is clutched to the left. The sleeve 42 is engaged on the dog 44 connected to the support of the control mechanism 12. The sun gear 35 and the generator 50 are blocked. The support torque is provided by the dog clutch 44. The speed being zero, the power exchanged is zero. The support torque is represented by the dotted line between the dog clutch 44 and the planetary gear 35. The power flow is represented by the line in solid lines. The direction of circulation is valid for the direction of driving of the vehicle by the heat engine. All the power of the heat engine is transmitted to the crown of the train 44 and to the wheels. The derivation of electrical power is zero. The reduction between the heat engine and the wheels is long, because the transmission of power from the planet carrier 31 to the crown 34 is overdriven according to the ratio (Nc + Np) / Ne, Ne being is the number of teeth of the crown and Np the number of planetary teeth.

Sur la figure 6, le système est craboté à droite. Le manchon 42 est engagé sur le crabot 43 lié au portesatellites 31. Lorsque le planétaire 35 et le portesatellites 31 sont liés, le train planétaire 30 tourne d'un seul bloc. Le couple d'appui du planétaire 35 est fourni par le crabot 43. La puissance prélevée au porte-satellites 31 est transmise au planétaire 35 et intégralement restituée. Ainsi toute la puissance du moteur thermique est transmise à la couronne du train 44 et aux roues. La circulation de puissance est représentée par les lignes en trait plein. Le sens de circulation vaut pour l'entraînement du véhicule par le moteur thermique. La dérivation de puissance électrique est nulle. La génératrice 50 tourne librement, mais ne fournit pas de couple. La démultiplication entre le moteur thermique et les roues est « courte » car la transmission de la puissance du porte-satellite 31 à la couronne 34 est dans le rapport un.In FIG. 6, the system is clutched to the right. The sleeve 42 is engaged on the dog clutch 43 linked to the satellite carriers 31. When the planet gear 35 and the satellite carriers 31 are linked, the planetary gear 30 rotates in one piece. The planetary support torque 35 is provided by the dog clutch 43. The power taken from the planet carrier 31 is transmitted to the planetary gear 35 and fully restored. Thus all the power of the heat engine is transmitted to the crown of the train 44 and to the wheels. Power circulation is represented by solid lines. The direction of circulation is valid for the vehicle driving by the heat engine. The derivation of electrical power is zero. The generator 50 rotates freely, but does not provide torque. The reduction between the heat engine and the wheels is "short" because the transmission of power from the planet carrier 31 to the crown 34 is in the ratio one.

En résumé, la transmission dispose :In summary, the transmission has:

• d'un premier mode de fonctionnement, dans lequel le système de couplage est ouvert, où la puissance dérivée sur la première machine électrique varie en fonction du régime du moteur thermique ; dans ce mode, le rapport de transmission est variable • d'un deuxième mode de fonctionnement dans lequel le manchon du système de couplage est engagé à gauche sur un crabot fixe où la totalité de la puissance du moteur thermique se retrouve sur la couronne de sortie du train selon une démultiplication « longue » ; dans ce mode, le rapport de transmission est fixe ;• a first operating mode, in which the coupling system is open, where the power derived from the first electric machine varies as a function of the engine speed; in this mode, the transmission ratio is variable • a second operating mode in which the coupling system sleeve is engaged on the left on a fixed dog clutch where all the power of the heat engine is found on the output ring gear of the train according to a "long" reduction; in this mode, the transmission ratio is fixed;

• d'un troisième mode de fonctionnement dans lequel le manchon du système de couplage est engagé à droite sur un crabot lié au porte-satellites où la totalité de la puissance du moteur thermique se retrouve sur la couronne de sortie du train selon une démultiplication « courte » ; dans ce mode le rapport de transmission, est fixe.• a third operating mode in which the coupling system sleeve is engaged on the right on a dog clutch linked to the planet carrier where all of the power of the heat engine is found on the output gear of the train according to a reduction ratio “ short ”; in this mode the transmission ratio is fixed.

Pour passer du mode e-CVT à l'un ou l'autre des rapports fixes, le moteur thermique et la génératrice sont pilotés pour établir le ratio du rapport fixe en mode e-CVT, avant d'effectuer le couplage du planétaire, soit avec le porte-satellites, soit avec le support du mécanisme de couplage.To switch from e-CVT mode to one or other of the fixed ratios, the heat engine and the generator are controlled to establish the ratio of the fixed ratio in e-CVT mode, before carrying out the coupling of the planet gear, i.e. with the planet carrier, or with the support of the coupling mechanism.

Puisque la préparation du crabotage est réalisée en approche par pilotage de la génératrice, le passage sur le rapport fixe est doux et imperceptible (pas de variation du niveau d'accélération du véhicule). Le choix de passer sur l'un ou l'autre des rapports fixes de la transmission peut être fait à partir d'une cartographie indiquant s'il est intéressant, d'un point de vue énergétique, d'y basculer en fonction de la vitesse du véhicule et de la puissance nécessaire à la roue.Since the interconnection preparation is carried out on approach by piloting the generator, the shift to the fixed gear is smooth and imperceptible (no variation in the acceleration level of the vehicle). The choice to switch to one or other of the fixed ratios of the transmission can be made from a map indicating whether it is interesting, from an energy point of view, to switch there according to the vehicle speed and power required for the wheel.

Les avantages de l'invention sont nombreux. ParmiThe advantages of the invention are numerous. Among

- 11 ceux-ci, il faut souligner l'absence de rupture ou de pic de couple lors de l'activation et de la désactivation des rapports fixes, ainsi que le gain en consommation significatif, obtenus grâce à 1'introduction du groupe de 5 couplage et de son actionneur.- 11 these, it should be emphasized that there is no break or peak torque when activating and deactivating the fixed gears, as well as the significant gain in consumption, obtained thanks to the introduction of the group of 5 coupling and its actuator.

Claims (12)

REVENDICATIONS 1. Transmission infiniment variable à train épicycloïdal diviseur de puissance (30) qui relie mécaniquement un moteur thermique et deux machines électriques (50, 60) échangeant entre elles de la puissance électrique, transmission dans laquelle la puissance mécanique du moteur thermique introduite dans le train (30) se répartit au niveau d'un élément (33) du train entre une première voie de puissance où elle est prélevée par une première machine électrique (50) , et une deuxième voie de puissance où elle est réunie à la puissance mécanique de la deuxième machine électrique (60) et se regroupe sur un élément de sortie du train, d'où elle est transmise aux roues du véhicule sur un rapport de transmission variable en fonction de la puissance électrique échangée entre les deux machines électriques, caractérisée en ce qu'elle comporte un groupe de couplage (40) entre la première machine électrique (50) et une des deux autres sources motrices pour faire tourner la transmission en bloc sur un rapport fixe.1. Infinitely variable transmission with power dividing planetary gear (30) which mechanically connects a heat engine and two electric machines (50, 60) exchanging electrical power, transmission in which the mechanical power of the heat engine introduced into the train (30) is distributed at the level of an element (33) of the train between a first power track where it is taken up by a first electric machine (50), and a second power track where it is combined with the mechanical power of the second electric machine (60) and is grouped together on an output element of the train, from where it is transmitted to the wheels of the vehicle on a variable transmission ratio as a function of the electric power exchanged between the two electric machines, characterized in that that it comprises a coupling group (40) between the first electric machine (50) and one of the two other driving sources to make all set the transmission as a whole on a fixed gear. 2. Transmission infiniment variable selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moteur thermique est relié au porte-satellites machine son et la deuxième machine électrique sa couronne de sortie2. Infinitely variable transmission according to claim 1, characterized in that the heat engine is connected to the sound machine planet carrier and the second electric machine its output crown Transmission infiniment variable selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moteur thermique est relié à la couronne (34), la première machine électrique (50) au planétaire (35), et la deuxième machine électrique (60) au porte-satellites (31).Infinitely variable transmission according to claim 1, characterized in that the heat engine is connected to the crown (34), the first electric machine (50) to the sun gear (35), and the second electric machine (60) to the planet carrier ( 31). 4. Transmission infiniment variable selon la revendication 2, caractérisée en ce que le couplage du moteur thermique et de la première machine électrique (50) s'effectue entre l'arbre de planétaire (35) et le porte satellites (31) fixé sur l'arbre d'entrée lié au vilebrequin (20) du moteur thermique.4. Infinitely variable transmission according to claim 2, characterized in that the coupling of the heat engine and the first electric machine (50) takes place between the sun gear shaft (35) and the planet carrier (31) fixed on the input shaft linked to the crankshaft (20) of the heat engine. 5. Transmission infiniment variable selon la est constitué par une denture fixe d'un arbre planétaire de la transmission.5. Transmission infinitely variable depending on the consists of a fixed toothing of a planetary shaft of the transmission. 6. Transmission infiniment variable selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que le groupe de capable de réaliser une liaison entre le planétaire (35) et le porte-satellites6. Infinitely variable transmission according to claim 4 or 5, characterized in that the group capable of making a connection between the planet (35) and the planet carrier 7. Transmission infiniment variable selon la revendication 6, caractérisée en ce que le groupe de de synchro-crabotage composé d'un moyeu du cône solidaire du corps du porte-satellites, d'un cône crabot et d'un manchon coulissant (42).7. Infinitely variable transmission according to claim 6, characterized in that the synchronization clutch group consisting of a cone hub integral with the body of the planet carrier, a clutch cone and a sliding sleeve (42) . 8. Transmission infiniment variable selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le groupe de couplage (30) est en appui sur le carter de volant (10) de la transmission par une roue libre (36) avec limiteur de couple.8. Infinitely variable transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling group (30) is supported on the flywheel housing (10) of the transmission by a free wheel (36) with torque limiter. 9. Transmission infiniment variable selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un arbre intermédiaire (70) portant la deuxième machine électrique (60), et un arbre secondaire (80) portant un pignon de descente (81) vers la couronne de différentiel (93), un pignon de descente de machine électrique (82) et un pignon de descente du train planétaire (83) .9. Infinitely variable transmission according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises an intermediate shaft (70) carrying the second electric machine (60), and a secondary shaft (80) carrying a lowering pinion (81) towards the differential crown (93), an electric machine lowering pinion (82) and a planetary gear lowering pinion (83). 10. Transmission selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle dispose d'un mode de fonctionnement sur rapport variable, dans lequel le groupe de couplage (30) est ouvert, où la puissance dérivée sur la première machine électrique (40) varie en fonction du régime du moteur thermique et de deux modes de fonctionnement sur rapport fixe, dans lesquels le groupe de couplage (30) est fermé, où la totalité de la puissance du moteur thermique se retrouve sur la couronne de sortie (34) du train (30).10. Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that it has an operating mode on variable ratio, in which the coupling group (30) is open, where the power derived on the first electric machine ( 40) varies according to the engine speed and two operating modes on fixed ratio, in which the coupling group (30) is closed, where all the power of the engine is found on the output ring (34). ) of the train (30). 11. Transmission selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'elle dispose d'un premier mode de fonctionnement sur rapport fixe dans lequel le manchon du système de couplage est engagé à gauche sur un crabot fixe,11. Transmission according to claim 10, characterized in that it has a first operating mode on fixed ratio in which the sleeve of the coupling system is engaged on the left on a fixed dog, où la totalité where all de la of the puissance power du of moteur thermique thermal motor se himself retrouve sur la found on the couronne de crown of sortie exit du train of the train selon according to une a démultiplication gear longue. long. 12 . Transmission 12. Transmission selon according to la the revendication claim 10 ou 10 or 11, 11
caractérisée en ce qu'elle dispose d'un deuxième mode de fonctionnement sur rapport fixe, dans lequel le manchon du système de couplage est engagé à droite sur un crabot lié au porte-satellites, où la totalité de la puissance du moteur thermique se retrouve sur la couronne de sortie du train selon une démultiplication courte.characterized in that it has a second mode of operation on a fixed ratio, in which the sleeve of the coupling system is engaged on the right on a dog clutch linked to the planet carrier, where all of the power of the heat engine is found on the output gear of the train according to a short reduction. 13. Procédé de fonctionnement d'une transmission selon la revendication 10, 11 ou 12, caractérisé en ce que lorsque le passage de la transmission sur le rapport fixe est choisi, le moteur thermique et les deux machines électriques (50, 60) sont pilotés pour établir le ratio du rapport fixe en mode e-CVT, avant d'effectuer le couplage de la couronne (34) avec le porte-satellites (31).13. A method of operating a transmission according to claim 10, 11 or 12, characterized in that when the passage of the transmission on the fixed gear is chosen, the heat engine and the two electric machines (50, 60) are controlled to establish the ratio of the fixed ratio in e-CVT mode, before coupling the crown (34) with the planet carrier (31). 14. Procédé de fonctionnement selon la revendication 13, caractérisé en ce que le choix de passer sur le rapport fixe de la transmission est fait à partir d'une cartographie indiquant s'il est intéressant de basculer sur le rapport fixe d'un point de vue énergétique, en fonction de la vitesse du véhicule et de la puissance à la roue.14. The operating method according to claim 13, characterized in that the choice to switch to the fixed ratio of the transmission is made from a map indicating whether it is advantageous to switch to the fixed ratio of a point of energy view, as a function of vehicle speed and wheel power.
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