WO2014013084A1 - Moyeu motorise comprenant un changement de rapport et des moyens de couplage et de decouplage - Google Patents

Moyeu motorise comprenant un changement de rapport et des moyens de couplage et de decouplage Download PDF

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WO2014013084A1
WO2014013084A1 PCT/EP2013/065382 EP2013065382W WO2014013084A1 WO 2014013084 A1 WO2014013084 A1 WO 2014013084A1 EP 2013065382 W EP2013065382 W EP 2013065382W WO 2014013084 A1 WO2014013084 A1 WO 2014013084A1
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WO
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hub
motorized
intermediate shaft
coupling
wheels
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/065382
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Inventor
Gérard BAUMGARTNER
Olivier Joye
Daniel Walser
Original Assignee
Compagnie Generale Des Etablissements Michelin
Michelin Recherche Et Technique S.A.
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Publication date
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    • B60K7/0007—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor being electric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K7/00—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K2007/0061—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor axle being parallel to the wheel axle

Definitions

  • Motorized hub comprising a gear change and coupling and decoupling means
  • the present invention relates to the ground connection of electric traction motor vehicles, in particular their motorized wheels.
  • a number of proposals are known, such as those of EP 0878332, EP 1382476, EP 1630026, WO 2006/032669, US 2007/0257570, WO 2007/083209, EP 1950072, WO 2009/124892, US 2010/0108417 or WO 201 1/073320.
  • the term "motorized hub” is used to designate the mechanical assembly comprising the hub, the hub carrier, the guide of the hub relative to the hub carrier, the electric motor and the means of hub braking.
  • the motorized hub is therefore intended on the one hand to receive a wheel equipped for example with a tire and to carry on the other hand a vehicle, generally by means of suspension means.
  • the term “motorized wheel” is also used to designate the mechanical assembly comprising the motorized hub defined above and the corresponding wheel.
  • the integration of electric motors inside the wheels is particularly desirable because the adoption of electric traction often passes by the need to ship batteries to store the electrical energy which, even with the most advanced technologies known to date, requires to devote a sufficient volume to the batteries in the vehicle, except greatly reduce the autonomy of an electric vehicle. Similar reasoning can be used for fuel cell or parallel hybrid vehicles. Even for a vehicle carrying few batteries, the integration of electric traction motors in the wheels o fers architectural possibilities of interest to the manufacturer because the latter is freed from certain constraints such as for example the integration of a differential on the axle.
  • parallel hybrid vehicles whose thermal engine generally allows to drive at relatively high speed (for example 150 km / h) represent a particular difficulty in choosing the reduction ratio of electric traction. Indeed, if the reduction ratio is chosen so that the electric motor (s) operate in their speed range when the vehicle is at its maximum speed, the reduction ratio will be rather small and the maximum torque at the wheel will be limited by 'as much.
  • the invention therefore proposes a motorized hub for the electric motorization of a wheel of a motor vehicle, said motorized hub comprising a hub for receiving a wheel, the hub being rotatably mounted relative to a hub carrier according to a hub axle, the motorized hub comprising an electric traction machine, the electric machine comprising an outer stator connected to the hub carrier and an inner rotor, the motorized hub comprising reduction means acting between a motor pinion integral with the rotor of the an electric machine and a ring gear secured to the hub, the motorized hub including coupling / decoupling means adapted to adopt a coupling position in which the rotation of the electric machine is coupled to the rotation of the hub and a decoupling position in which the machine rotation electrical connection is decoupled from the rotation of the hub, the motorized hub being characterized in that the reduction means comprise 3 stages of reduction using two intermediate shafts and a gear shift with 2 ratios by axial sliding and in that, the pinion motor meshing on
  • the electric machine having an axis of rotation of the rotor, the axis of rotation of the rotor is distant from the hub axis.
  • the axis of rotation of the rotor and the axes of the two intermediate shafts are parallel to the hub axis.
  • the hub carrier is a rocket around which rotates the hub.
  • a casing containing the reduction means and the coupling / decoupling means and carrying the electrical machine, said housing is rotatably mounted relative to the hub carrier, this rotation being effected. according to the hub axis and being controlled by an additional member to resume this degree of freedom.
  • the player is constantly rotatably connected to the second intermediate shaft, the player having cylindrical inner grooves, the grooves of the player being able to engage, in the coupling position, on external splines secured to the idler wheels.
  • the motorized hub further comprises a disc brake, the brake disc being placed outside the housing relative to the vehicle, the clamp being secured to the housing.
  • the invention also relates to a motorized wheel comprising a motorized hub as described above.
  • the invention also relates to a vehicle comprising at least two such motorized wheels.
  • the two motorized wheels are disposed on a rear axle of said vehicle, the hub carriers of the two motorized wheels each being integral with an arm pulled from the rear axle.
  • Figure 1 is a perspective view from inside the vehicle of a motorized wheel according to a preferred embodiment of the invention (tire not shown).
  • Figure 2 schematic side view of the embodiment of Figure 1 for identifying the different shafts and cutting planes of the following figures (rim and tire not shown).
  • FIG. 4 perspective view from outside the vehicle of the motor hub of Figure 1, the outer casing being omitted.
  • FIG. 5 view of the reduction means in section folded down along the broken line C-C visible in FIG. 2.
  • Figure 6 view of the coupling / uncoupling actuator in section folded down along the broken line E-E visible in Figure 2.
  • FIG. 7 is a perspective view from outside the vehicle of the motorized hub according to this embodiment.
  • Figures 1 to 7 show different views and details of the same preferred embodiment of a motorized hub and a motorized wheel according to the invention. The different references are not systematically included in each figure to simplify the understanding of the drawings.
  • the motorized hub 1 is intended to guide and control the rotation of a wheel 2.
  • the tire has been omitted in Figure 1 showing a bare wheel.
  • a hub 7, intended to receive the wheel 2 is rotatably mounted with respect to a hub carrier 5 along a hub axis M via a hub bearing 51 (FIG. 3).
  • An electric machine 3 provides the motorization and, if appropriate, the braking of the hub by means of reduction means 4. To lighten the drawing of the electric machine in FIG. 3, only the outer sleeve of the stator is shown. 32 and the rotor shaft 33.
  • the reduction means 4 comprise three reduction stages.
  • the drive pinion 41 is driven by the shaft 33 of the rotor.
  • the driving gear 41 meshes with an intermediate wheel 42 of a first intermediate shaft 43.
  • Two intermediate gears 44 and 45 are furthermore integral with the first intermediate shaft 43.
  • a second intermediate shaft 46 disposed parallel to the first intermediate shaft, carries two intermediate gears 47 and 48 mounted crazy (that is to say slippery). These two idlers are in constant engagement respectively with the two intermediate gears 44 and 45 of the first intermediate shaft 43.
  • An axial walkman 61 disposed on the second intermediate shaft makes it possible to establish or interrupt the transmission of torque between the second intermediate shaft and one or the other of the two idle wheels.
  • the second intermediate shaft 46 comprises a drive gear 49 which meshes with a ring gear 71 integral with the hub 7.
  • the central position of the player 61 in which no torque can be transmitted ensures the decoupling of the transmission. It is also understood that in the coupling position the reduction ratio is different depending on whether the coupling is established via a idler wheel or the other. In the example shown, the overall reduction ratio of the transmission is about 30 when the coupling is achieved via the largest (47) of the idlers and about 18 when the coupling is achieved by the intermediate of the smaller (48).
  • the player 61 comprises in known manner internal splines adapted to cooperate with corresponding external splines of a ring 62 integral with the second intermediate shaft 46 and the corresponding external splines (471 and 481) respectively integral with each of the two crazy wheels (47 and 48).
  • This type of coupling can be described as "cylindrical clutch".
  • the axial position of the player 61 is controlled by a fork 63 in three different positions, namely the two coupling positions and the central decoupling position.
  • the player In the central decoupling position, the player remains integral in rotation with the ring 62 and thus integral in rotation with the second intermediate shaft of the reduction means.
  • the player When the vehicle is traveling in decoupled mode and the electric machine is stopped, the player is rotated by the shaft 46 while the idler wheels 47 and 48 are stationary.
  • the range 63 which controls the player can be controlled by an actuator 64 screw 65 and nut 66 comprising a small electric motor-geared 67. Electromagnets could also provide this command.
  • actuator 64 screw 65 and nut 66 comprising a small electric motor-geared 67. Electromagnets could also provide this command.
  • the gear motor 67 controls the rotation of the screw 65 which moves the nut 66.
  • the nut is secured to a guide rod 68 on which is fixed the fork 63.
  • the guide rod 68 moves according to its T-axis parallel to the axis A2 of the second intermediate shaft 46.
  • the entire transmission that is to say all the functions of reduction and coupling / decoupling, is housed in a housing 8.
  • the housing 8 contains a suitable amount of lubricant to lubricate the assembly by bubbling.
  • the axis of rotation R of the rotor of the electric machine is preferably remote from the hub axis M and parallel thereto.
  • the stator 32 of the electric machine is rotatably connected to the hub carrier 5.
  • stator 32 is thus integral with the casing 8 while the casing itself can pivot (according to the hub axis M) relative to the hub carrier 5 and the hub 7.
  • the rotation of the casing relative to the hub carrier is then for example controlled by a connecting rod acting between the housing and the vehicle body.
  • the hub carrier 5 is preferably in the form of a rocket on which the hub bearing 51 is axially clamped by a nut 53 at its outer end.
  • the inner part of the hub bearing is thus fixed (integral with the rocket 5) and the outer part rotates with the hub 7.
  • the hub carrier 5 can be attached to the end of an arm pulled from an axle, for example a torsion rear axle of a hybrid vehicle whose front wheels are powered by a heat engine.
  • Figure 7 shows in perspective the motorized hub 1 of the previous figures, shown this time without a wheel, as seen from outside the vehicle.
  • the conventional braking system clamp 1 1 and disc 12
  • This view and that of Figure 1 show the compactness of the motorized hub according to the invention.
  • An advantageous way of constructing a hybrid vehicle is to combine a conventional thermal engine of the front axle with an electric motorization of the wheels of the rear axle according to the invention.
  • the source of electrical energy may be a set of batteries or supercapacitors, a fuel cell, an urban network in the manner of trolley buses or any other available electrical source.
  • the invention also relates to an electric vehicle using the motorized wheels of the invention on one of its axles while the other axle is also motorized electrically but in a different manner, for example via a permanent coupling and in a reduction ratio to achieve the maximum speed of the vehicle.
  • the reduction means are preferably reversible to allow the use of the electric machine in braking mode.
  • the electrical energy recovered by the electric machine in braking mode can be stored or dissipated in a manner known per se.
  • a motorized hub according to the invention thus allows to couple / decouple the electric motor at any time, and choose a reduction ratio among two, including during the movement of the vehicle.
  • the signal of the speed sensor of the corresponding wheel is preferably used to control the speed of rotation of the electric machine so that the idler wheel (47 or 48) adopts a rotation speed identical or close to that of the second intermediate shaft 46. It is then possible to cause the movement of the sliding device towards the target coupling position and at the same time to force the electric machine not to resist, beyond a certain value, an acceleration or deceleration (for example driving in zero torque) during the time of this movement of interconnection.

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Abstract

L'invention concerne en particulier un moyeu motorisé (1) pour la motorisation électrique d'une roue d'un véhicule automobile, ledit moyeu motorisé comprenant une machine électrique de traction (3), la machine électrique comprenant un stator externe (32) lié au porte-moyeu et un rotor interne, le moyeu motorisé comprenant des moyens de réduction (4), le moyeu motorisé comprenant des moyens de couplage/découplage, le moyeu motorisé étant caractérisé en ce que les moyens de réduction comprennent 3 étages de réduction mettant en œuvre deux arbres intermédiaires (43, 46) et un changement de vitesses à 2 rapports par baladeur axial (61) et en ce que, le pignon moteur engrenant sur un premier arbre intermédiaire (43), le premier arbre intermédiaire engrenant sur un deuxième arbre intermédiaire (46) via des pignons intermédiaires (44, 45) et des roues intermédiaires (47, 48), le deuxième arbre intermédiaire engrenant sur la couronne dentée (71) solidaire du moyeu (7), le baladeur axial (61) étant disposé sur le deuxième arbre intermédiaire (46) entre deux roues intermédiaires montées folles (47, 48) sur ledit deuxième arbre intermédiaire, le changement de rapport consiste à coupler le deuxième arbre intermédiaire avec l'une ou l'autre des deux roues folles par l'intermédiaire du baladeur axial, la position de découplage des moyens de couplage/découplage étant obtenue en maintenant le baladeur axial en position centrale, hors de tout couplage avec les deux roues folles.

Description

Moyeu motorisé comprenant un changement de rapport et des moyens de couplage et de découplage
[0001] La présente invention concerne la liaison au sol des véhicules automobiles à traction électrique, en particulier leurs roues motorisées. [0002] Dans ce domaine, on connaît un certain nombre de propositions comme celles des documents EP 0878332, EP 1382476, EP 1630026, WO 2006/032669, US 2007/0257570, WO 2007/083209, EP 1950072, WO 2009/124892, US 2010/0108417 ou WO 201 1/073320.
[0003] Dans la présente demande, on utilise l'expression « moyeu motorisé » pour désigner l'ensemble mécanique comprenant le moyeu, le porte-moyeu, le guidage du moyeu par rapport au porte-moyeu, la motorisation électrique et les moyens de freinage du moyeu. Le moyeu motorisé est donc destiné d'une part à recevoir une roue équipée par exemple d'un pneumatique et à porter d'autre part un véhicule, généralement par l'intermédiaire de moyens de suspension. Dans la présente demande, on utilise également l'expression « roue motorisée » pour désigner l'ensemble mécanique comprenant le moyeu motorisé défini ci-dessus et la roue correspondante.
[0004] L'une des difficultés en vue de l'adoption de tels moyeux motorisés sur les véhicules de série est la compatibilité avec les solutions déjà adoptées et validées par les constructeurs pour certains éléments comme les systèmes de suspension et les roues. Une autre difficulté est d'obtenir un système compact, simple et le plus léger possible afin d'en rendre le coût acceptable pour cette industrie.
[0005] En particulier, l'intégration des moteurs électriques à l'intérieur même des roues est particulièrement désirable parce que l'adoption de la traction électrique passe souvent par la nécessité d'embarquer des batteries pour stocker l'énergie électrique ce qui, même avec les technologies les plus performantes connues à ce jour, oblige à consacrer un volume suffisant aux batteries à bord du véhicule, sauf à réduire énormément l'autonomie d'un véhicule électrique. Un raisonnement similaire peut être fait dans le cas des véhicules à pile à combustible ou hybride parallèle. Même pour un véhicule embarquant peu de batteries, l'intégration des moteurs électriques de traction dans les roues o fifre des possibilités architecturales intéressantes au constructeur car ce dernier est libéré de certaines contraintes comme par exemple l'intégration d'un différentiel sur l'essieu.
[0006] Par ailleurs, si l'on veut pouvoir développer un couple de traction suffisant, il s'avère judicieux d'installer des moyens de réduction car on ne peut pas, avec un moteur électrique suffisamment compact, développer un couple adéquat pour assurer directement la traction d'un véhicule de tourisme en maintenant une masse non suspendue raisonnable.
[0007] De plus les véhicules hybrides parallèle dont le moteur thermique permet généralement de rouler à vitesse relativement élevée (par exemple 150 km/h) représentent une difficulté particulière quant au choix du rapport de réduction de la traction électrique. En effet, si le rapport de réduction est choisi pour que le ou les moteurs électriques fonctionnent dans leur plage de vitesse quand le véhicule est à sa vitesse maximale, le rapport de réduction sera plutôt petit et le couple maximal à la roue en sera limité d'autant.
[0008] Enfin, on est en général conduit à devoir intégrer à la roue, non seulement le moteur électrique, les moyens de réduction nécessaire associés, mais aussi un dispositif de freinage mécanique (frein à disque ou à tambour de friction).
[0009] L'invention a donc pour objet de résoudre tout ou partie de ces difficultés. [0010] L'invention propose donc un moyeu motorisé pour la motorisation électrique d'une roue d'un véhicule automobile, ledit moyeu motorisé comprenant un moyeu destiné à recevoir une roue, le moyeu étant monté rotatif par rapport à un porte-moyeu selon un axe de moyeu, le moyeu motorisé comprenant une machine électrique de traction, la machine électrique comprenant un stator externe lié au porte-moyeu et un rotor interne, le moyeu motorisé comprenant des moyens de réduction agissant entre un pignon moteur solidaire du rotor de la machine électrique et une couronne dentée solidaire du moyeu, le moyeu motorisé comprenant des moyens de couplage/découplage aptes à adopter une position de couplage dans laquelle la rotation de la machine électrique est couplée à la rotation du moyeu et une position de découplage dans laquelle la rotation de la machine électrique est découplée de la rotation du moyeu, le moyeu motorisé étant caractérisé en ce que les moyens de réduction comprennent 3 étages de réduction mettant en œuvre deux arbres intermédiaires et un changement de vitesses à 2 rapports par baladeur axial et en ce que, le pignon moteur engrenant sur un premier arbre intermédiaire, le premier arbre intermédiaire engrenant sur un deuxième arbre intermédiaire via des pignons intermédiaires et des roues intermédiaires, le deuxième arbre intermédiaire engrenant sur la couronne dentée solidaire du moyeu, le baladeur axial étant disposé sur le deuxième arbre intermédiaire entre deux roues intermédiaires montées folles sur ledit deuxième arbre intermédiaire, le changement de rapport consiste à coupler le deuxième arbre intermédiaire avec l'une ou l'autre des deux roues folles par l'intermédiaire du baladeur axial, la position de découplage des moyens de couplage/découplage étant obtenue en maintenant le baladeur axial en position centrale, hors de tout couplage avec les deux roues folles.
[0011] De préférence, la machine électrique comportant un axe de rotation du rotor, l'axe de rotation du rotor est distant de l'axe de moyeu.
[0012] De préférence encore, l'axe de rotation du rotor et les axes des deux arbres intermédiaires sont parallèles à l'axe de moyeu.
[0013] De préférence, le porte-moyeu est une fusée autour de laquelle tourne le moyeu. [0014] Selon une variante de l'invention, un carter contenant les moyens de réduction et les moyens de couplage/découplage et portant la machine électrique, ledit carter est monté libre en rotation par rapport au porte-moyeu, cette rotation s 'effectuant selon l'axe de moyeu et étant contrôlée par un organe supplémentaire permettant de reprendre ce degré de liberté. [0015] De préférence, le baladeur est constamment solidaire en rotation du deuxième arbre intermédiaire, le baladeur comportant des cannelures intérieures cylindriques, les cannelures du baladeur étant aptes à s'engager, en position de couplage, sur des cannelures extérieures solidaires des roues folles. [0016] De préférence, le moyeu motorisé comprend en outre un frein à disque, le disque de frein étant placé à l'extérieur du carter par rapport au véhicule, la pince étant solidaire de carter.
[0017] L'invention concerne également une roue motorisée comprenant un moyeu motorisé tel que décrit ci-dessus.
[0018] L'invention concerne également un véhicule comprenant au moins deux telles roues motorisées.
[0019] De préférence, les deux roues motorisées sont disposées sur un essieu arrière dudit véhicule, les porte-moyeux des deux roues motorisées étant chacun solidaires d'un bras tiré de l'essieu arrière.
[0020] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront grâce à la description d'un mode préféré de réalisation. Les figures représentent respectivement:
Figure 1 : vue en perspective depuis l'intérieur du véhicule d'une roue motorisée selon un mode de réalisation préféré de l'invention (pneu non représenté).
- Figure 2 : vue de côté schématique du mode de réalisation de la figure 1 permettant de repérer les différents arbres et plans de coupe des figures suivantes (jante et pneu non représentés).
Figure 3 : vue en coupe selon la ligne brisée B-B visible à la figure 2 et en perspective du moyeu motorisé de la figure 1.
- Figure 4 : vue en perspective depuis l'extérieur du véhicule du moyeu motorisé de la figure 1 , le carter extérieur étant omis.
Figure 5 : vue des moyens de réduction en coupe rabattue selon la ligne brisée C- C visible à la figure 2.
Figure 6 : vue de l'actionneur de couplage/découplage en coupe rabattue selon la ligne brisée E-E visible à la figure 2.
Figure 7 : vue en perspective depuis l'extérieur du véhicule du moyeu motorisé selon ce mode de réalisation. [0021] Les figures 1 à 7 représentent différentes vues d'ensemble et de détails d'un même mode de réalisation préféré d'un moyeu motorisé et d'une roue motorisée selon l'invention. Les différentes références ne sont pas systématiquement reprises sur chaque figure afin de simplifier la compréhension des dessins. [0022] Le moyeu motorisé 1 est destiné à guider et contrôler la rotation d'une roue 2. Le pneumatique a été omis sur la figure 1 montrant une roue nue. Un moyeu 7, destiné à recevoir la roue 2, est monté tournant par rapport à un porte-moyeu 5 selon un axe de moyeu M par l'intermédiaire d'un roulement de moyeu 51 (figure 3).
[0023] Une machine électrique 3 assure la motorisation et le cas échéant le freinage du moyeu par l'intermédiaire de moyens de réduction 4. Pour alléger le dessin de la machine électrique à la figure 3, on a représenté uniquement le fourreau extérieur du stator 32 et l'arbre du rotor 33.
[0024] Les moyens de réduction 4 comprennent trois étages de réduction. Le pignon moteur 41 est entraîné par l'arbre 33 du rotor. Le pignon moteur 41 engrène avec une roue intermédiaire 42 d'un premier arbre intermédiaire 43. Deux pignons intermédiaires 44 et 45 sont en outre solidaires du premier arbre intermédiaire 43.
[0025] Un deuxième arbre intermédiaire 46, disposé parallèlement au premier arbre intermédiaire, porte deux roues dentées intermédiaires 47 et 48 montées folles (c'est à dire glissantes). Ces deux roues folles sont en prise constante respectivement avec les deux pignons intermédiaires 44 et 45 du premier arbre intermédiaire 43.
[0026] Un baladeur axial 61 disposé sur le deuxième arbre intermédiaire permet d'établir ou d'interrompre la transmission de couple entre le deuxième arbre intermédiaire et l'une ou l'autre des deux roues folles. Le deuxième arbre intermédiaire 46 comporte un pignon d'entraînement 49 qui engrène avec une couronne dentée 71 solidaire du moyeu 7.
[0027] On comprend que la position centrale du baladeur 61 dans laquelle aucun couple ne peut être transmis assure le découplage de la transmission. On comprend également qu'en position de couplage le rapport de réduction est différent selon que le couplage est établi par l'intermédiaire d'une roue folle ou de l'autre. Sur l'exemple représenté, le rapport de réduction globale de la transmission est d'environ 30 lorsque le couplage est réalisé par l'intermédiaire de la plus grande (47) des roues folles et d'environ 18 lorsque le couplage est réalisé par l'intermédiaire de la plus petite (48). [0028] Le baladeur 61 comporte de manière connue en soi des cannelures internes aptes à coopérer avec des cannelures externes correspondantes d'une bague 62 solidaire du deuxième arbre intermédiaire 46 et des cannelures externes correspondantes (471 et 481) solidaires respectivement de chacune des deux roues folles (47 et 48). Ce type de couplage peut être qualifié de « crabotage cylindrique ». [0029] La position axiale du baladeur 61 est contrôlée par une fourchette 63 selon trois postions différentes, à savoir les deux positions de couplage et la position centrale de découplage. Dans la position centrale de découplage, le baladeur reste solidaire en rotation de la bague 62 et donc solidaire en rotation du deuxième arbre intermédiaire des moyens de réduction. Lorsque le véhicule roule en mode découplé et que la machine électrique est arrêtée, le baladeur est donc entraîné en rotation par l'arbre 46 alors que les roues folles 47 et 48 sont immobiles.
[0030] La fourchette 63 qui commande le baladeur peut être contrôlée par un actionneur 64 à vis 65 et écrou 66 comprenant un petit moto -réducteur électrique 67. Des électro-aimants pourraient également assurer cette commande. [0031] On voit plus précisément à la figure 6 le principe de l'actionneur électrique
64. Le moto -réducteur 67 contrôle la rotation de la vis 65 qui déplace l'écrou 66. L'écrou est solidaire d'une tige de guidage 68 sur laquelle est fixée la fourchette 63. La tige de guidage 68 se déplace selon son axe T parallèle à l'axe A2 du deuxième arbre intermédiaire 46. [0032] L'ensemble de la transmission, c'est à dire l'ensemble des fonctions de réduction et de couplage/découplage, est logé dans un carter 8. Le carter 8 contient une quantité adéquate d'un lubrifiant afin de lubrifier l'ensemble par barbotage. [0033] L'axe de rotation R du rotor de la machine électrique est de préférence distant de l'axe de moyeu M et parallèle à celui-ci. Le stator 32 de la machine électrique est lié en rotation au porte-moyeu 5. Cette liaison, nécessaire à la transmission du couple, peut être rigide et directe, comme représenté ici, mais elle peut également être indirecte afin d'autoriser un mouvement relatif de rotation à l'occasion des débattements de suspension. Ce mouvement relatif est bien sûr limité et a pour but de permettre une certaine indépendance entre le couple transmis et les rigidités dynamiques (verticale et horizontale) du dispositif de suspension. Dans ce cas, le stator 32 est donc solidaire du carter 8 alors que le carter peut lui-même pivoter (selon l'axe de moyeu M) par rapport au porte-moyeu 5 et au moyeu 7. La rotation du carter par rapport au porte-moyeu est alors par exemple contrôlée par une bielle agissant entre le carter et la caisse du véhicule.
[0034] Le porte-moyeu 5 a de préférence la forme d'une fusée sur laquelle le roulement de moyeu 51 est axialement serré par un écrou 53 à son extrémité extérieure. La partie intérieure du roulement de moyeu est donc fixe (solidaire de la fusée 5) et la partie extérieure tourne avec le moyeu 7.
[0035] Le porte-moyeu 5 peut être fixé au bout d'un bras tiré d'un essieu, par exemple un essieu arrière torsible d'un véhicule hybride dont les roues avant sont motorisées par un moteur thermique. [0036] La figure 7 montre en perspective le moyeu motorisé 1 des figures précédentes, représenté cette fois sans roue, tel que vu depuis l'extérieur du véhicule. On voit bien le système de freinage conventionnel (pince 1 1 et disque 12), le carter 8 et la machine électrique 3. Cette vue et celle de la figure 1 montrent bien la grande compacité du moyeu motorisé selon l'invention. [0037] Une manière avantageuse de construire un véhicule hybride est de combiner une motorisation thermique conventionnelle de l'essieu avant avec une motorisation électrique des roues de l'essieu arrière selon l'invention. La source d'énergie électrique peut être un ensemble de batteries ou de super-condensateurs, une pile à combustible, un réseau urbain à la manière des trolley-bus ou toute autre source électrique disponible.
[0038] L'invention concerne également un véhicule électrique utilisant les roues motorisées de l'invention sur l'un de ses essieux alors que l'autre essieu est également motorisé électriquement mais de manière différente, par exemple par l'intermédiaire d'un couplage permanent et selon un rapport de réduction permettant d'atteindre la vitesse maximale du véhicule.
[0039] Sur les différentes figures, on a représenté une seule machine électrique.
Naturellement, on peut selon l'invention mettre en œuvre deux ou plusieurs machines pour chaque moyeu, les machines engrenant chacune par l'intermédiaire d'un pignon moteur propre sur des moyens de réduction communs. Grâce à une motorisation multiple, on peut augmenter le couple disponible et/ou réduire les dimensions axiale et radiale des machines électriques.
[0040] De même, on a représenté un frein à disque. Il s'agit d'un mode de réalisation préféré mais l'homme du métier sait que dans certaines situations, il peut être préférable d'utiliser un frein à tambour en lieu et place du frein à disque.
[0041] Quel que soit le mode de réalisation de l'invention, les moyens de réduction sont de préférence réversibles afin de permettre l'utilisation de la machine électrique en mode freinage. L'énergie électrique récupérée par la machine électrique en mode freinage peut être stockée ou dissipée de manière connue en soi.
[0042] Un moyeu motorisé selon l'invention permet donc de coupler/découpler la motorisation électrique à tout moment, et de choisir un rapport de réduction parmi deux, y compris pendant le déplacement du véhicule. Pour permettre un découplage sans à-coup, il est préférable de commander la machine électrique pour qu'elle transmette un couple nul ou très faible au moment du mouvement du baladeur vers sa position de découplage. Pour permettre la synchronisation lors de l'opération de couplage, on utilise de préférence le signal du capteur de vitesse de la roue correspondante pour commander la vitesse de rotation de la machine électrique de façon à ce que la roue folle (47 ou 48) adopte une vitesse de rotation identique ou proche de celle du deuxième arbre intermédiaire 46. On peut alors provoquer le mouvement du baladeur vers la position de couplage visée et simultanément imposer à la machine électrique de ne pas résister au-delà d'une certaine valeur à une accélération ou décélération (par exemple pilotage en couple nul) pendant le temps de ce mouvement de crabotage.

Claims

Revendications
1 — Moyeu motorisé (1) pour la motorisation électrique d'une roue d'un véhicule automobile, ledit moyeu motorisé comprenant un moyeu (7) destiné à recevoir une roue (2), le moyeu étant monté rotatif par rapport à un porte-moyeu (5) selon un axe de moyeu (M), le moyeu motorisé comprenant une machine électrique de traction (3), la machine électrique comprenant un stator externe (32) lié au porte-moyeu et un rotor interne, le moyeu motorisé comprenant des moyens de réduction (4) agissant entre un pignon moteur (41) solidaire du rotor de la machine électrique et une couronne dentée (71) solidaire du moyeu, le moyeu motorisé comprenant des moyens de couplage/découplage aptes à adopter une position de couplage dans laquelle la rotation de la machine électrique est couplée à la rotation du moyeu et une position de découplage dans laquelle la rotation de la machine électrique est découplée de la rotation du moyeu, le moyeu motorisé étant caractérisé en ce que les moyens de réduction comprennent 3 étages de réduction mettant en œuvre deux arbres intermédiaires (43, 46) et un changement de vitesses à 2 rapports par baladeur axial (61) et en ce que, le pignon moteur engrenant sur un premier arbre intermédiaire (43), le premier arbre intermédiaire engrenant sur un deuxième arbre intermédiaire (46) via des pignons intermédiaires (44, 45) et des roues intermédiaires (47, 48) , le deuxième arbre intermédiaire engrenant sur la couronne dentée (71) solidaire du moyeu (7), le baladeur axial (61) étant disposé sur le deuxième arbre intermédiaire (46) entre deux roues intermédiaires montées folles (47, 48) sur ledit deuxième arbre intermédiaire, le changement de rapport consiste à coupler le deuxième arbre intermédiaire avec l'une ou l'autre des deux roues folles par l'intermédiaire du baladeur axial, la position de découplage des moyens de couplage/découplage étant obtenue en maintenant le baladeur axial en position centrale, hors de tout couplage avec les deux roues folles.
2 - Moyeu motorisé selon la revendication 1 , la machine électrique comportant un axe de rotation du rotor (R), l'axe de rotation du rotor étant distant de l'axe de moyeu (M). 3 - Moyeu motorisé (1) selon la revendication 2 dans lequel l'axe de rotation du rotor (R) et les axes (Al, A2) des deux arbres intermédiaires (43, 46) sont parallèles à l'axe de moyeu (M). 4 - Moyeu motorisé (1) selon l'une des revendications précédentes dans lequel le porte- moyeu (5) est une fusée autour de laquelle tourne le moyeu (7).
5 - Moyeu motorisé (1) selon l'une des revendications précédentes dans lequel un carter (8) contenant les moyens de réduction et les moyens de couplage/découplage et portant la machine électrique (3), ledit carter est monté libre en rotation par rapport au porte-moyeu (5), cette rotation s'effectuant selon l'axe de moyeu (M) et étant contrôlée par un organe supplémentaire permettant de reprendre ce degré de liberté.
6 - Moyeu motorisé (1) selon l'une des revendications précédentes dans lequel le baladeur (61) est constamment solidaire en rotation du deuxième arbre intermédiaire, le baladeur comportant des cannelures intérieures cylindriques, les cannelures du baladeur étant aptes à s'engager, en position de couplage, sur des cannelures extérieures (471 , 481) solidaires des roues folles. 7 - Moyeu motorisé (1) selon l'une des revendications précédentes comprenant en outre un frein à disque (11, 12), le disque de frein (12) étant placé à l'extérieur du carter (8) par rapport au véhicule, la pince (11) étant solidaire de carter.
8 - Roue motorisée (1, 2) comprenant un moyeu motorisé (1) selon l'une des revendications précédentes.
9 - Véhicule comprenant au moins deux roues motorisées selon la revendication 8.
10 - Véhicule selon la revendication 9 dans lequel deux roues motorisées sont disposées sur un essieu arrière dudit véhicule, les porte-moyeux (5) des deux roues motorisées étant chacun solidaires d'un bras tiré de l'essieu arrière.
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