WO2015086325A1 - Groupe motopropulseur avec un dispositif de transmission à variation de vitesse, en particulier pour véhicule hybride - Google Patents

Groupe motopropulseur avec un dispositif de transmission à variation de vitesse, en particulier pour véhicule hybride Download PDF

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WO2015086325A1
WO2015086325A1 PCT/EP2014/075698 EP2014075698W WO2015086325A1 WO 2015086325 A1 WO2015086325 A1 WO 2015086325A1 EP 2014075698 W EP2014075698 W EP 2014075698W WO 2015086325 A1 WO2015086325 A1 WO 2015086325A1
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WO
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gear
rotation
reverse
toothed
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PCT/EP2014/075698
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Stephane Venturi
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IFP Energies Nouvelles
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    • Y10S903/913—One way
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/904—Component specially adapted for hev
    • Y10S903/915—Specific drive or transmission adapted for hev
    • Y10S903/917—Specific drive or transmission adapted for hev with transmission for changing gear ratio
    • Y10S903/919—Stepped shift

Definitions

  • Power train with a variable speed transmission device in particular for a hybrid vehicle.
  • the present invention relates to a power train with a variable speed transmission device, in particular for a hybrid vehicle.
  • a hybrid vehicle comprises a powertrain which uses, alone or in combination, as a traction / propulsion drive mode, an internal combustion engine with a variable speed transmission device, and / or a driving / receiving machine, such as a rotary electric machine connected to an electrical source, such as one or more batteries.
  • This combination has the advantage of optimizing the performance of this vehicle, including reducing emissions of pollutants into the atmosphere and reducing fuel consumption.
  • the engine is used to move this vehicle for uses where high driving power and a long operating autonomy are required.
  • such a powertrain of a motor vehicle comprises a heat engine with a shaft connected to a speed variation transmission device comprising an epicyclic gear with a sun gear. and a ring each connected to the shaft of the heat engine by a controlled-control coupling and a fixed part of the group by an automatic coupling unidirectional, and a planet carrier transmitting the speed variation to the drive axle of the vehicle via a transmission path.
  • the applicant associated, with the speed variation transmission device of the aforementioned document, another epicyclic gear train connecting the epicyclic engine gear train to the drive transmission path to the drive axle of this vehicle, as described in the French patent application No. 2,962,697 of the applicant.
  • the speed transmission device described in the aforementioned applications makes it possible to carry out three speed ratios in the forward direction of the vehicle via the heat engine and two forward gear ratios via the electric motor, one of which can be used for the reverse movement of this vehicle.
  • the reverse of the vehicle is performed only through the electric motor.
  • the electrical source batteries
  • the present invention proposes to remedy this drawback by means of a variable speed transmission device which makes it possible to reverse the vehicle by means of the heat engine.
  • the invention relates to a powertrain of a hybrid type of motor vehicle comprising a driving / receiving machine, a heat engine, a speed variation device comprising an epicyclic motor train with a sun gear and a ring each connected to the engine.
  • motor shaft by a controlled-control coupling and a fixed part of the group by a unidirectional automatic coupling and a planet carrier, and another epicyclic gear placed on a shaft substantially parallel to the motor shaft and connecting the epicyclic gear train motor with a transmission path of motion to a driving axle, characterized in that it comprises a thermal reversing control device for reversing the direction of rotation of the planet carrier of the other epicyclic train from the rotation of the planet carrier of the epicyclic motor train.
  • the reversing control device may comprise a linkage gear fixedly mounted on the shaft meshing with a reverse gearwheel free to rotate and axially movable on a gearwheel axis.
  • the reverse gear can comprise a toothed strip to cooperate with an additional toothed strip of the planet carrier of the motor epicyclic train and with a toothed strip of the gear wheel of the shaft connection.
  • the reversing control device may comprise a link gear wheel rotatably mounted and fixed in translation on a gear shaft and a reverse gear tooth free to rotate and fixed axially on the shaft.
  • the toothed gear of the shaft can comprise a toothed strip to cooperate with an additional toothed strip of the planet carrier of the epicyclic motor train and with a toothed strip of the reverse gear wheel.
  • the reverse control device may comprise means for locking in rotation of the shaft.
  • the locking means may comprise a coupling surface carried by the reverse gear and a coupling surface carried by a fixed element of the group.
  • the locking means may comprise a coupling surface carried by an actuator, fixed in rotation and free in translation on the shaft, and a coupling surface carried by a fixed element of the group.
  • the actuator may further comprise a coupling surface adapted to cooperate with a coupling surface connected to the reverse gear.
  • the reverse control device may comprise control means in axial displacement of the reverse gear.
  • the reverse control device may comprise control means in axial displacement of the actuator.
  • FIG. 1 which is a diagram showing a powertrain using a speed variation transmission device according to the invention.
  • FIG. 2 which schematically illustrates a variant of the powertrain of FIG. 1.
  • the powertrain comprises a heat engine 10, in particular an internal combustion engine, with a motor shaft 12, here coming from the crankshaft of this engine, a variable speed transmission device 14 and a driving axle 1 6 which drives the drive wheels 18 of the vehicle.
  • the drive shaft 12 also has a receiving shaft function but for the sake of simplification of the description, this shaft remains called motor shaft so as to distinguish it from other shafts of the transmission device.
  • the power train also includes a prime mover, such as an electric motor 20 with a rotor 22, which can function as an electric drive motor for the vehicle by being connected to a power source, such as batteries (not shown) or as a generator of electrical energy and more particularly as an alternator for charging these batteries.
  • the speed variation device 14 comprises a main epicyclic gear train 24, called the epicyclic heat engine gear train, with two controlled-control couplings 26, 28, here in the form of a friction clutch, and two unidirectional automatic couplings, such as wheels. free 30, 32.
  • the epicyclic motor train 24 comprises a sun gear 34 with a strip 36 toothed externally and carried by a hollow shaft 38, said sun gear shaft, which cap the shaft 12 of the motor being free to rotate but fixed in translation by report to this one.
  • the free end 40 of this shaft is supported in a bearing 42 carried by a fixed portion 44 of the powertrain through the freewheel 32, called the freewheel, which allows the rotation of the sun gear in one direction.
  • This train also comprises a ring 46 with an internally toothed strip 48, placed concentrically to the sun gear, and connected to a hollow shaft 50, said crown shaft, surrounding the hollow shaft 38 of the sun wheel while being free to rotate but fixed in translation with respect to it.
  • This ring is connected externally to the fixed element 44 of the powertrain of the vehicle by the unidirectional coupling 30, called crown freewheel, which only allows the rotation of the ring in one direction.
  • the two freewheels 30 and 32 are placed in such a way that the sun gear 34 and the ring gear 46 can only rotate in the same direction and preferably in the same direction as the drive shaft 12.
  • this epicyclic gear train motor comprises a planet carrier 52 with advantageously three satellites 54, in the form of an external gear wheel, placed in the same angular interval relative to each other (here at 120 °) and meshing with the ring gear and the sun gear .
  • the headband 48 of the crown, the headband 36 of the sun gear and the satellites 54 are located in the same plane, here in a vertical plane by considering FIG.
  • Satellites are each carried by a horizontal axis 56 being free in rotation but fixed in translation thereon. These satellite axes are connected to a tubular bearing 58, said bearing planet carrier, which surrounds the sun gear shaft 38 being free to rotate thereon.
  • the free ends of the shafts of the sun gear and the ring each carry a controlled-control coupling 26 and 28, preferably a friction clutch each controlled by a lever control 60 and 62.
  • the clutch 26 said planetary clutch, allows to couple the sun gear with the drive shaft 12 while the clutch 28, called crown clutch, is intended to couple the ring with this motor shaft.
  • the planet carrier 52 also comprises an externally toothed additional strip 64 arranged opposite the satellites and which is connected by meshing with another externally toothed connecting strip 66 of another additional epicyclic gear train. 68, called epicyclic machine train.
  • This epicyclic gear train 68 is placed on a fixed shaft 70, free in rotation but fixed in translation and substantially parallel to the drive shaft 12, being carried by two bearings 72 provided on the fixed element 44 of the group.
  • This epicyclic machine train comprises a ring 74 which carries the connecting strip 66 and another internally toothed strip 76, opposite to the connecting strip 66. These bands are carried by a bearing 78 free in rotation but fixed in translation on the 70 tree.
  • the train also comprises a planet carrier 80 with, advantageously, three satellites 82, in the form of an externally toothed wheel, carried by satellite axes 84 and placed in the same angular interval with respect to each other (here at 120.degree. °) and meshing with the toothing of the strip 76 of the crown 74.
  • a planet carrier 80 with, advantageously, three satellites 82, in the form of an externally toothed wheel, carried by satellite axes 84 and placed in the same angular interval with respect to each other (here at 120.degree. °) and meshing with the toothing of the strip 76 of the crown 74.
  • the planet axes 84 are carried by a plate 86 forming part of the planet carrier and comprising a tubular bearing 88 freely rotating, but fixedly in translation, the shaft 70.
  • This bearing 88 fixedly bears a drive gear 90 which cooperates with another toothed wheel 92 connected to the drive axle 1 6.
  • This set of two toothed wheels thus forms a motion transmission path between the epicyclic gear train 68. and the axle 1 6.
  • the satellites also cooperate in meshing with a sun gear 94 which comprises a strip 96 toothed externally and carried by a flange which is fixedly mounted on the shaft 70.
  • the headband 76 of the crown 74, the toothed strip 96 of the sun gear and the satellites 82 are located in the same plane, here in a vertical plane, considering FIG.
  • the epicyclic machine train 68 also carries a controlled-control coupling 100, of the double-acting actuator type, making it possible to connect its crown 74, either to the plate 86 of the planet carrier 80 or to the fixed element 44 of the powertrain.
  • This actuator is controlled by a control 102 to obtain two meshing positions (1, 2) and a neutral position (N).
  • This actuator is fixedly rotated by the outer wall of the strip 76 of the ring 74 while being movable in axial translation thereon.
  • This actuator is intended to cooperate, either with a fixed coupling surface 104 carried by a fixed element 44 of the powertrain, or with another coupling surface 106 carried by the peripheral end of the plate 86.
  • the actuator can make a coupling of the crown 74 with the fixed element 44 (position 1), with the planet carrier 80 (position 2) or be in a neutral position ( position N) without being connected to either of the two mating surfaces.
  • the shaft 70 also fixedly carries a gear wheel 108 which cooperates with another gear 1 10 fixedly supported by the rotor 22 of the electric machine.
  • the shaft 70 also carries a thermal reversing control device 1 1 1 which makes it possible to reverse the direction of rotation of the axle 1 6.
  • This device comprises an externally toothed wheel 1 12 fixes in rotation and in translation on the shaft 70.
  • This connecting wheel meshes with an externally toothed strip 1 14 of a reversing wheel 1 1 6 carried by a tubular bearing 1 18 free in rotation and in translation on a shaft 120 carried by the fixed element 44 of the group being substantially parallel to the shaft 70.
  • the bearing 1 18 carries a blocking coupling surface 122 adapted to cooperate with a blocking coupling surface 124 carried by the fixed element 44 of the group whose role will be explained in the following description.
  • the assembly formed by the reverse gear 1 1 6 and the locking coupling surface 122 can move in translation on the shaft 120 under the effect of a control means 126 with a locking position ( 1) where this wheel is immobilized in rotation on the fixed element by cooperation of the two coupling surfaces 122 and 124, a driving position (2) where the strip 1 14 of the wheel 1 1 6 meshes with the additional strip 64 of the planet carrier 52 and a neutral position (N) where the wheel is not in contact with any of the coupling surfaces.
  • a control means 126 with a locking position ( 1) where this wheel is immobilized in rotation on the fixed element by cooperation of the two coupling surfaces 122 and 124, a driving position (2) where the strip 1 14 of the wheel 1 1 6 meshes with the additional strip 64 of the planet carrier 52 and a neutral position (N) where the wheel is not in contact with any of the coupling surfaces.
  • the two clutches 26 and 28 are inactive, the actuator 100 is in position 1 or 2 and the reverse gear 1 1 6 and the coupling surface blocking 122 are in the neutral position (N).
  • the actuator 100 is controlled in one of the positions 1 or 2 to rotate the axle 1 6 of the vehicle.
  • the ring 74 is rotatably connected to the planet carrier 80.
  • the rotation of the sun gear 104 is thus transmitted to the crown / carrier assembly.
  • the rotation of this assembly is retransmitted to the toothed wheel 90 which cooperates with the toothed axle wheel 92 thereby driving the wheels of the vehicle in rotation.
  • the actuator 100 is either in the neutral position or in the position 2 while the actuator 146 is maintained in the neutral position N and the clutches 26 and 28 are either in the active position or the one or the other in the active position.
  • the ring 74 and the planet carrier 80 are connected and have a rotational movement.
  • the planet carrier then drives the axle 1 6 via the wheels 90 and 92.
  • either of the clutches can be placed in the inactive position to obtain other gear ratios.
  • the epicyclic machine train is used as a gearbox and a shorter gear is achieved when using the engine with its three gear ratios.
  • the control 126 is actuated in position 2 so that the reverse gear 1 1 6 moves on the toothed wheel 1 12 and meshes with the additional strip 64 of the epicyclic motor train 24.
  • the planet carrier 52 of the epicyclic motor train 24 is connected to the sun gear 94 of the epicyclic machine train through the wheel 1 1 6 and to the crown 74 of the machine epicyclic train.
  • This reverse rotation movement is then transmitted to the gears 90 and 92 and the axle 1 6 by performing a reverse movement of the vehicle.
  • the variant of Figure 2 differs from the example of the figure only by the separation of the thermal reverse control device and the locking coupling.
  • the reverse device 130 comprises an externally reverse gear 132 with a toothed band 133 which is freely rotatable and fixed in translation on the shaft 70.
  • This wheel meshes with an externally toothed band 134 of a connecting wheel 136 which cooperates in meshing with the connecting strip 64 of the planet carrier 52.
  • This connecting wheel is carried by a tubular bearing 138 free in rotation but fixed in translation on a shaft 140 carried by a fixed element 44 of the group being substantially parallel to the shaft 70.
  • the reversing wheel 132 carries a coupling surface 144 which is adapted to cooperate with a double acting actuator 146, free in translation but fixed in rotation on the shaft 70.
  • This actuator carries a coupling surface 148 facing the surface 144 and another coupling surface 150 adapted to cooperate with a coupling surface 152 carried by the fixed element 44 of the powertrain.
  • This actuator is controlled in axial displacement along the shaft 70 by a control 154 with a locking position (1) where the shaft 70 is locked in rotation on the fixed element 44 by cooperation of the two coupling surfaces 150 and 152, a driving position (2) where the strip 132 of the wheel 130 meshes with the strip 134 of the connecting gear 136 by cooperation of the two coupling surfaces 144 and 148 and a neutral position (N) where the actuator is not in contact with any of the coupling surfaces.
  • a control 154 with a locking position (1) where the shaft 70 is locked in rotation on the fixed element 44 by cooperation of the two coupling surfaces 150 and 152, a driving position (2) where the strip 132 of the wheel 130 meshes with the strip 134 of the connecting gear 136 by cooperation of the two coupling surfaces 144 and 148 and a neutral position (N) where the actuator is not in contact with any of the coupling surfaces.
  • the command 154 is actuated to move the actuator 146 in its position 2. Due to the cooperation between the two coupling surfaces 144 and 148, the rotation of the toothed wheel is transmitted to the actuator that transmits it to the shaft 70 and to the sun gear 94. This makes it possible to to obtain the rotation of the planet carrier 80 of the machine epicyclic gear train 68 in the opposite direction to that of the motor epicyclic gear train 24.
  • This reverse rotation movement is then transmitted to the gears 90 and 92 and the axle 1 6 by performing a reverse movement of the vehicle.

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Abstract

La présente invention concerne un groupe motopropulseur de véhicule automobile de type hybride comportant une machine motrice/réceptrice (20), un moteur thermique (10), un dispositif de variation de vitesse (14) comprenant un train épicycloïdal de moteur (24) avec un planétaire (34) et une couronne (46) reliés chacun à l'arbre de moteur (12) par un accouplement à commande contrôlée (26, 28) et à une partie fixe (44) du véhicule par un accouplement automatique unidirectionnel (30, 32) et un porte-satellites (52), et un autre train épicycloïdal (68) placé sur un arbre (70) sensiblement parallèle à l'arbre de moteur (12) et reliant le train épicycloïdal de moteur (24) à une voie de transmission de mouvement (90, 92) à un essieu moteur (16). Le groupe comprend un dispositif de commande de marche arrière thermique (111, 130) pour inverser le sens de rotation du porte-satellites (80) de l'autre train épicycloïdal (68) à partir de la rotation du porte-satellites (52) du train épicycloïdal de moteur (24).

Description

Groupe motopropulseur avec un dispositif de transmission à variation de vitesse, en particulier pour véhicule hybride.
La présente invention se rapporte à un groupe motopropulseur avec un dispositif de transmission à variation de vitesse, en particulier pour véhicule hybride.
Comme cela est déjà connu, un véhicule hybride comporte un groupe motopropulseur qui utilise, seul ou en combinaison, comme mode d'entraînement en traction/propulsion, un moteur thermique à combustion interne avec un dispositif de transmission à variation de vitesse, et/ou une machine motrice/réceptrice, comme une machine électrique rotative reliée à une source électrique, telle qu'une ou plusieurs batteries. Cette combinaison a pour avantage d'optimiser les performances de ce véhicule, notamment en réduisant les émissions de polluants dans l'atmosphère et en diminuant la consommation en carburant.
Ainsi, lorsque l'on souhaite déplacer le véhicule avec un couple important sur une grande plage de vitesses tout en limitant la génération de gaz d'échappement et de bruit, comme dans un site urbain, l'utilisation de la machine électrique est privilégiée pour entraîner en déplacement ce véhicule.
Par contre, le moteur thermique est utilisé pour déplacer ce véhicule lors d'utilisations où une puissance d'entraînement élevée et une grande autonomie de fonctionnement sont demandées.
Comme cela est déjà connu par la demande de brevet français N° 2 955 165 du demandeur, un tel groupe motopropulseur de véhicule automobile comprend un moteur thermique avec un arbre relié à un dispositif de transmission à variation de vitesse comportant un train épicycloïdal avec un planétaire et une couronne reliés chacun à l'arbre du moteur thermique par un accouplement à commande contrôlée et à une partie fixe du groupe par un accouplement automatique unidirectionnel, et un porte-satellites transmettant la variation de vitesse à l'essieu moteur du véhicule par l'intermédiaire d'une voie de transmission.
De façon à augmenter la capacité de variation de vitesse lors de l'entraînement du véhicule par la machine électrique, le demandeur a associé, au dispositif de transmission à variation de vitesse du document précité, un autre train épicycloïdal reliant le train épicycloïdal de moteur à la voie de transmission de mouvement à l'essieu moteur de ce véhicule, comme cela est décrit dans la demande de brevet français N° 2 962 697 du demandeur. Ainsi, le dispositif de transmission de vitesse décrit dans les demandes précitées permet de réaliser trois rapports de vitesse en marche avant du véhicule par l'intermédiaire du moteur thermique et deux rapports de vitesse en marche avant par l'intermédiaire du moteur électrique dont une peut être utilisée pour le déplacement en marche arrière de ce véhicule.
Bien que donnant satisfaction, ce dispositif de transmission présente un inconvénient non négligeable.
En effet, la marche arrière du véhicule est réalisée uniquement par l'intermédiaire du moteur électrique. Lorsque l'on souhaite réaliser cette marche arrière au véhicule, il peut arriver que la source électrique (batteries) n'ait plus la capacité suffisante pour alimenter ce moteur électrique de manière à pouvoir réaliser cette manœuvre. De ce fait, il est nécessaire soit d'entreprendre des manœuvres compliquées et fastidieuses en marche avant pour obtenir le résultat recherché, soit d'attendre un rechargement suffisant des batteries pour pouvoir exécuter cette marche arrière. La présente invention se propose de remédier à cet inconvénient grâce à un dispositif de transmission à variation de vitesse qui permet de réaliser une marche arrière au véhicule par l'intermédiaire du moteur thermique. A cet effet, l'invention concerne un groupe motopropulseur de véhicule automobile de type hybride comportant une machine motrice/réceptrice, un moteur thermique, un dispositif de variation de vitesse comprenant un train épicycloïdal de moteur avec un planétaire et une couronne reliés chacun à l'arbre de moteur par un accouplement à commande contrôlée et à une partie fixe du groupe par un accouplement automatique unidirectionnel et un porte-satellites, et un autre train épicycloïdal placé sur un arbre sensiblement parallèle à l'arbre de moteur et reliant le train épicycloïdal de moteur à une voie de transmission de mouvement à un essieu moteur, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de commande de marche arrière thermique pour inverser le sens de rotation du porte-satellites de l'autre train épicycloïdal à partir de la rotation du porte-satellites du train épicycloïdal de moteur.
Le dispositif de commande de marche arrière peut comprendre une roue dentée de liaison montée fixe sur l'arbre engrenant avec une roue dentée de marche arrière libre en rotation et mobile axialement sur un axe de roue dentée.
La roue dentée de marche arrière peut comprendre un bandeau denté pour coopérer avec un bandeau additionnel denté du porte-satellites du train épicycloïdal de moteur et avec un bandeau denté de la roue dentée de liaison de l'arbre.
Le dispositif de commande de marche arrière peut comprendre une roue dentée de liaison montée libre en rotation et fixe en translation sur un arbre de roue dentée et une roue dentée de marche arrière libre en rotation et fixe axialement sur l'arbre.
La roue dentée de liaison de l'arbre peut comprendre un bandeau denté pour coopérer avec un bandeau additionnel denté du porte-satellites du train épicycloïdal de moteur et avec un bandeau denté de la roue dentée de marche arrière.
Le dispositif de commande de marche arrière peut comprendre des moyens de blocage en rotation de l'arbre. Les moyens de blocage peuvent comprendre une surface d'accouplement portée par la roue dentée de marche arrière et une surface d'accouplement portée par un élément fixe du groupe.
Les moyens de blocage peuvent comprendre une surface d'accouplement portée par un actionneur, fixe en rotation et libre en translation sur l'arbre, et une surface d'accouplement portée par un élément fixe du groupe. L'actionneur peut comprendre en outre une surface d'accouplement apte à coopérer avec une surface d'accouplement liée à la roue dentée de marche arrière.
Le dispositif de commande de marche arrière peut comprendre des moyens de commande en déplacement axial de la roue dentée de marche arrière.
Le dispositif de commande de marche arrière peut comprendre des moyens de commande en déplacement axial de l'actionneur. Les autres caractéristiques et avantages de l'invention vont apparaître maintenant à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre uniquement illustratif et non limitatif, et à laquelle sont annexées :
- la figure 1 qui est un schéma montrant un groupe motopropulseur utilisant un dispositif de transmission à variation de vitesse selon l'invention et
- la figure 2 qui illustre schématiquement une variante du groupe motopropulseur de la figure 1 .
Sur la figure 1 , le groupe motopropulseur comprend un moteur thermique 10, notamment un moteur à combustion interne, avec un arbre moteur 12, ici issu du vilebrequin de ce moteur, un dispositif de transmission à variation de vitesse 14 et un essieu moteur 1 6 qui permet d'entraîner les roues motrices 18 du véhicule. L'arbre moteur 12 a aussi une fonction d'arbre récepteur mais pour des raisons de simplification de la description, cet arbre reste dénommé arbre moteur de manière à pouvoir le distinguer des autres arbres du dispositif de transmission. Le groupe motopropulseur comprend également une machine motrice/réceptrice, comme un moteur électrique 20 avec un rotor 22, qui peut fonctionner en tant que moteur électrique d'entraînement pour le véhicule en étant connecté à une source de courant électrique, comme des batteries (non représentées) ou en tant que générateur d'énergie électrique et plus particulièrement en tant qu'alternateur pour assurer la charge de ces batteries.
Le dispositif de variation de vitesse 14 comprend un train épicycloïdal principal 24, baptisé train épicycloïdal de moteur thermique, avec deux accouplements à commande contrôlée 26, 28, ici sous la forme d'embrayage à friction, et deux accouplements automatiques unidirectionnels, comme des roues libres 30, 32.
Plus précisément, le train épicycloïdal de moteur 24 comprend un planétaire 34 avec un bandeau 36 denté extérieurement et porté par un arbre creux 38, dit arbre de planétaire, venant coiffer l'arbre 12 du moteur en étant libre en rotation mais fixe en translation par rapport à celui-ci. L'extrémité libre 40 de cet arbre prend appui dans un palier 42 porté par une partie fixe 44 du groupe motopropulseur au travers de la roue libre 32, baptisé roue libre planétaire, qui n'autorise la rotation du planétaire que dans un seul sens. Ce train comprend également une couronne 46 avec un bandeau 48 denté intérieurement, placé concentriquement au planétaire, et relié à un arbre creux 50, dit arbre de couronne, venant entourer l'arbre creux 38 du planétaire tout en étant libre en rotation mais fixe en translation par rapport à celui-ci. Cette couronne est reliée extérieurement à l'élément fixe 44 du groupe motopropulseur du véhicule par l'accouplement unidirectionnel 30, baptisé roue libre couronne, qui n'autorise la rotation de la couronne que dans un seul sens. Bien entendu, les deux roues libres 30 et 32 sont placées de manière telle que le planétaire 34 et la couronne 46 ne puissent tourner que dans le même sens et préférentiellement dans le même sens que l'arbre moteur 12. Enfin, ce train épicycloïdal de moteur comprend un porte-satellites 52 avec avantageusement trois satellites 54, en forme de roue à denture extérieure, placés dans un même intervalle angulaire l'un par rapport à l'autre (ici à 120°) et engrenant avec la couronne et le planétaire.
Pour cela, le bandeau 48 de la couronne, le bandeau 36 du planétaire et les satellites 54 sont situés dans un même plan, ici dans un plan vertical en considérant la figure 1 .
Ces satellites sont portés chacun par un axe horizontal 56 en étant libres en rotation mais fixes en translation sur celui-ci. Ces axes de satellites sont reliés à un palier tubulaire 58, dit palier de porte-satellites, qui vient entourer l'arbre de planétaire 38 en étant libre en rotation sur celui-ci.
Les extrémités libres des arbres du planétaire et de la couronne portent chacune un accouplement à commande contrôlée 26 et 28, de préférence un embrayage à friction contrôlé chacun par une commande à levier 60 et 62.
Ainsi l'embrayage 26, dit embrayage de planétaire, permet d'accoupler le planétaire avec l'arbre moteur 12 alors que l'embrayage 28, dénommé embrayage de couronne, a pour but d'accoupler la couronne avec cet arbre moteur.
Comme mieux visible sur la figure 1 , le porte-satellites 52 comporte également un bandeau additionnel denté extérieurement 64 disposé à l'opposé des satellites et qui est relié par engrènement avec un autre bandeau de liaison denté extérieurement 66 d'un autre train épicycloïdal additionnel 68, dénommé train épicycloïdal de machine. Ce train épicycloïdal 68 est placé sur un arbre fixe 70, libre en rotation mais fixe en translation et sensiblement parallèle à l'arbre moteur 12, en étant porté par deux paliers 72 prévus sur l'élément fixe 44 du groupe. Ce train épicycloïdal de machine comprend une couronne 74 qui porte le bandeau de liaison 66 ainsi qu'un autre bandeau denté intérieurement 76, opposé au bandeau de liaison 66. Ces bandeaux sont portés par un palier 78 libre en rotation mais fixe en translation sur l'arbre 70.
Le train comprend également un porte-satellites 80 avec avantageusement trois satellites 82, en forme de roue à denture extérieure, portés par des axes de satellites 84 et placés dans un même intervalle angulaire l'un par rapport à l'autre (ici à 120°) et engrenant avec la denture du bandeau 76 de la couronne 74.
Les axes de satellites 84 sont portés par un plateau 86 faisant partie du porte-satellites et comportant un palier tubulaire 88 entourant librement en rotation mais fixement en translation l'arbre 70.
Ce palier 88 porte fixement une roue dentée d'entraînement 90 qui coopère avec une autre roue dentée 92 liée à l'essieu moteur 1 6. Cet ensemble des deux roues dentées forme ainsi une voie de transmission de mouvement entre le train épicycloïdal de machine 68 et l'essieu 1 6.
Les satellites coopèrent également à engrènement avec un planétaire 94 qui comprend un bandeau 96 denté extérieurement et porté par un flasque qui est monté fixement sur l'arbre 70.
Bien entendu, comme pour le train épicycloïdal de moteur thermique 24, le bandeau 76 de la couronne 74, le bandeau dentée 96 du planétaire et les satellites 82 sont situés dans un même plan, ici dans un plan vertical en considérant la figure 1 . Le train épicycloïdal de machine 68 porte également un accouplement à commande contrôlée 100, de type actionneur à double effet, permettant de relier sa couronne 74, soit au plateau 86 du porte-satellites 80, soit à l'élément fixe 44 du groupe motopropulseur.
Cet actionneur est contrôlé par une commande 102 permettant d'obtenir deux positions d'engrènement (1 , 2) et une position neutre (N). Cet actionneur est porté fixement en rotation par la paroi extérieure du bandeau 76 de la couronne 74 tout en étant mobile en translation axiale sur celle-ci. Cet actionneur est prévu pour coopérer, soit avec une surface d'accouplement fixe 104 portée par un élément fixe 44 du groupe motopropulseur, soit avec une autre surface d'accouplement 106 portée par l'extrémité périphérique du plateau 86.
Ainsi, sous l'effet de la commande, l'actionneur peut réaliser un accouplement de la couronne 74 avec l'élément fixe 44 (position 1 ), avec le porte- satellites 80 (position 2) ou d'être en position neutre (position N) sans être en liaison avec aucune des deux surfaces d'accouplement.
L'arbre 70 porte également de manière fixe une roue dentée 108 qui coopère avec une autre roue dentée 1 10 portée fixement par le rotor 22 de la machine électrique.
La liaison à rotation entre les deux trains est ainsi assurée par la coopération de deux bandeaux dentés 64 et 66, ce qui a pour avantage d'obtenir une rotation de l'essieu 1 6 qui soit dans le même sens que l'arbre 12 du moteur thermique 10.
A l'opposé de la roue 108, l'arbre 70 porte aussi un dispositif de commande de marche arrière thermique 1 1 1 qui permet d'inverser le sens de rotation de l'essieu 1 6. Ce dispositif comprend une roue dentée extérieurement 1 12 fixe en rotation et en translation sur l'arbre 70. Cette roue de liaison engrène avec un bandeau dentée extérieurement 1 14 d'une roue de marche arrière 1 1 6 portée par un palier tubulaire 1 18 libre en rotation et en translation sur un arbre 120 porté par l'élément fixe 44 du groupe en étant sensiblement parallèle à l'arbre 70.
Avantageusement, le palier 1 18 porte une surface d'accouplement de blocage 122 apte à coopérer avec une surface d'accouplement de blocage 124 portée par l'élément fixe 44 du groupe dont le rôle sera explicité dans la suite de la description.
L'ensemble formé par la roue dentée de marche arrière 1 1 6 et la surface d'accouplement de blocage 122 peut se déplacer en translation sur l'arbre 120 sous l'effet d'un moyen de commande 126 avec une position de blocage (1 ) où cette roue est immobilisée en rotation sur l'élément fixe par coopération des deux surfaces d'accouplement 122 et 124, une position d'entraînement (2) où le bandeau 1 14 de la roue 1 1 6 engrène avec le bandeau additionnel 64 du porte- satellites 52 et une position neutre (N) où la roue n'est en contact avec aucune des surfaces d'accouplement. Les différentes configurations de l'ensemble du groupe motopropulseur vont être maintenant décrites en fonction du mode de traction/propulsion utilisé. Pour des raisons de simplification de la description seules les configurations de traction/propulsion par le moteur thermique ou par le moteur électrique sont mentionnées.
Pour ce qui concerne l'entraînement du véhicule par le moteur électrique 20, les deux embrayages 26 et 28 sont inactifs, l'actionneur 100 est en position 1 ou 2 et la roue dentée de marche arrière 1 1 6 et la surface d'accouplement de blocage 122 sont en position neutre (N).
Dès que la moteur électrique 20 est alimenté électriquement, son rotor 22 est entraîné en rotation. Ce mouvement de rotation est ensuite transmis à la roue dentée 108 par la roue dentée 1 10 du rotor.
A partir de cette configuration, l'actionneur 100 est commandé dans l'une des positions 1 ou 2 pour entraîner en rotation l'essieu 1 6 du véhicule.
Dans la position 1 , l'actionneur est en prise avec la surface d'accouplement
104 de l'élément fixe 44 en immobilisant en rotation la couronne 74 du train épicycloïdal de machine 68. Par cela, le mouvement de rotation de la roue dentée 108 est transmis au planétaire 94 et au porte-satellites 80. Ce mouvement de rotation du porte-satellites est ensuite transmis à la roue dentée 90 puis à la roue dentée 92 et à l'essieu 1 6 pour entraîner les roues 18 du véhicule.
Dans le cas où l'actionneur 100 est en position 2, en étant en prise avec la surface d'accouplement 106 du plateau 86, la couronne 74 est liée à rotation au porte-satellites 80. La rotation du planétaire 104 est ainsi transmise à l'ensemble couronne/porte-satellites. La rotation de cet ensemble est retransmise à la roue dentée 90 qui coopère avec la roue dentée d'essieu 92 en entraînant ainsi en rotation les roues du véhicule. Les autres configurations vont être décrites maintenant pour illustrer la traction/propulsion du véhicule par le moteur thermique 10 selon différents rapports de vitesse en marche avant. Dans ces configurations, l'actionneur 100 est, soit dans la position neutre, soit dans la position 2 alors que l'actionneur 146 est maintenu en position neutre N et les embrayages 26 et 28 sont, soit tous deux en position active, soit l'un ou l'autre en position active. Dans la configuration où les deux embrayages 26 et 28 sont en position active, la rotation de l'arbre 12 du moteur thermique 10 entraîne en rotation la couronne 46, le planétaire 34 et en conséquence le porte-satellites 52 du train épicycloïdal de moteur 24. Cette rotation du porte-satellites est ensuite transmise à la couronne 74 de l'autre train épicycloïdal par les bandeaux 64 et 66.
Lorsque l'actionneur 100 est en position 2, la couronne 74 et le porte- satellites 80 sont liés et ont un mouvement de rotation. Le porte-satellites entraîne alors l'essieu 1 6 par l'intermédiaire des roues 90 et 92.
A partir de cela, l'un ou l'autre des embrayages peut être placé en position inactive pour obtenir d'autres rapports de vitesse.
Pour la position inactive de l'embrayage 26 et active de l'embrayage 28, la rotation de l'arbre 12 du moteur thermique 10 entraîne en rotation la couronne 46 qui entraîne en rotation le porte-satellites 52. Cette rotation du porte-satellites est ensuite transmise à la couronne 74 du train épicycloïdal de machine 68 par la coopération des bandeaux 64 et 66.
Ainsi, lorsque l'actionneur 100 est en position 2, le mouvement de rotation de la couronne 74 est transmis au porte-satellites 80 puis à la roue dentée 90 et à la roue d'essieu 92.
Lorsque l'accouplement 100 est en position neutre N, la rotation de la couronne 74 est transférée au porte-satellites 80 ainsi qu'au planétaire 94 par l'intermédiaire des satellites 82. Le porte-satellites entraîne alors l'essieu 1 6 par l'intermédiaire des roues 90 et 92 et le planétaire entraîne la machine 20 par l'intermédiaire des roues 108 et 1 10.
Pour la position inactive de l'embrayage 28 et active de l'embrayage 26, la rotation de l'arbre 12 du moteur thermique 10 entraîne en rotation le planétaire 34. La rotation du planétaire entraîne en rotation le porte-satellites 52 puis la couronne 74 du train épicycloïdal de machine 68.
A partir de cette configuration, on retrouve le même cheminement de la transmission de mouvement que celui décrit en relation avec la position inactive de l'embrayage 26 pour les positions N ou 2 de l'actionneur 100.
Dans la configuration où la commande 126 actionne l'ensemble roue dentée 1 12/surface d'accouplement 122 en position 1 , la rotation de l'arbre 70 portant le planétaire 94 du train épicycloïdal de machine 68 est bloquée.
Dans cette configuration le train épicycloïdal de machine est utilisé en tant que réducteur et une démultiplication plus courte est réalisée lors de l'utilisation du moteur thermique avec ses trois rapports de vitesse. Pour pouvoir réaliser une marche arrière du véhicule en utilisant uniquement le moteur thermique, la commande 126 est actionnée en position 2 pour que la roue dentée de marche arrière 1 1 6 se déplace sur la roue dentée 1 12 et engrène avec le bandeau additionnel 64 du train épicycloïdal de moteur 24.
Par cela, le porte-satellites 52 du train épicycloïdal de moteur 24 est relié au planétaire 94 du train épicycloïdal de machine au travers de la roue 1 1 6 ainsi qu'à la couronne 74 du train épicycloïdal de machine.
Ceci permet d'obtenir une rotation du porte-satellites 80 du train épicycloïdal de machine 68 qui est inverse de celui du train épicycloïdal de moteur 68.
Ce mouvement de rotation inverse est alors transmis aux roues dentées 90 et 92 et à l'essieu 1 6 en réalisant un déplacement en marche arrière du véhicule.
La variante de la figure 2 se distingue de l'exemple de la figure uniquement de par la séparation du dispositif de commande de marche arrière thermique et de l'accouplement de blocage. Le dispositif de marche arrière 130 comprend une roue dentée extérieurement de marche arrière 132 avec un bandeau denté 133 qui est libre en rotation et fixe en translation sur l'arbre 70. Cette roue engrène avec un bandeau denté extérieurement 134 d'une roue de liaison 136 qui coopère à engrènement avec le bandeau de liaison 64 du porte-satellites 52. Cette roue de liaison est portée par un palier tubulaire 138 libre en rotation mais fixe en translation sur un arbre 140 porté par un élément fixe 44 du groupe en étant sensiblement parallèle à l'arbre 70.
La roue de marche arrière 132 porte une surface d'accouplement 144 qui est apte à coopérer avec un actionneur à double effet 146, libre en translation mais fixe en rotation sur l'arbre 70. Cet actionneur porte une surface d'accouplement 148 en regard de la surface 144 et une autre surface d'accouplement 150 apte à coopérer avec une surface d'accouplement 152 portée par l'élément fixe 44 du groupe motopropulseur.
Cet actionneur est contrôlé en déplacement axial le long de l'arbre 70 par une commande 154 avec une position de blocage (1 ) où l'arbre 70 est bloqué en rotation sur l'élément fixe 44 par coopération des deux surfaces d'accouplement 150 et 152, une position d'entraînement (2) où le bandeau 132 de la roue 130 engrène avec le bandeau 134 de la roue dentée de liaison 136 par coopération des deux surfaces d'accouplement 144 et 148 et une position neutre (N) où l'actionneur n'est en contact avec aucune des surfaces d'accouplement. Comme précédemment mentionné, dans la configuration où la commande
154 actionne l'actionneur 146 en position 1 , la rotation de l'arbre 70 portant le planétaire 94 du train épicycloïdal de machine 68 est bloquée du fait de la coopération des surfaces d'accouplement 150 et 152. Dans cette configuration le train épicycloïdal de machine 68 est utilisé en tant que réducteur et une démultiplication plus courte est réalisée lors de l'utilisation du moteur thermique avec ses trois rapports de vitesse.
Pour pouvoir réaliser une marche arrière du véhicule en utilisant uniquement le moteur thermique, la commande 154 est actionnée pour déplacer l'actionneur 146 dans sa position 2. Du fait de la coopération entre les deux surfaces d'accouplement 144 et 148, la rotation de la roue dentée est transmise à l'actionneur que la transmet à I'arbre70 et au planétaire 94. Ceci permet d'obtenir la rotation du porte-satellites 80 du train épicycloïdal de machine 68 en sens contraire par rapport à celui du train épicycloïdal de moteur 24.
Ce mouvement de rotation inverse est alors transmis aux roues dentées 90 et 92 et à l'essieu 1 6 en réalisant un déplacement en marche arrière du véhicule.

Claims

REVENDICATIONS
1 ) Groupe motopropulseur de véhicule automobile de type hybride comportant une machine motrice/réceptrice (20), un moteur thermique (10), un dispositif de variation de vitesse (14) comprenant un train épicycloïdal de moteur (24) avec un planétaire (34) et une couronne (46) reliés chacun à l'arbre de moteur (12) par un accouplement à commande contrôlée (26, 28) et à une partie fixe (44) du groupe par un accouplement automatique unidirectionnel (30, 32) et un porte-satellites (52), et un autre train épicycloïdal (68) placé sur un arbre (70) sensiblement parallèle à l'arbre de moteur (12) et reliant le train épicycloïdal de moteur (24) à une voie de transmission de mouvement (90, 92) à un essieu moteur (1 6), caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de commande de marche arrière thermique (1 1 1 , 130) pour inverser le sens de rotation du porte- satellites (80) de l'autre train épicycloïdal (68) à partir de la rotation du porte- satellites (52) du train épicycloïdal de moteur (24).
2) Groupe motopropulseur selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le dispositif de commande de marche arrière (1 1 1 ) comprend un roue dentée de liaison (1 12) montée fixe sur l'arbre (70) engrenant avec une roue dentée de marche arrière (1 1 6) libre en rotation et mobile axialement sur un axe de roue dentée (120).
3) Groupe motopropulseur selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la roue dentée de marche arrière (1 1 6) comprend un bandeau denté (1 14) pour coopérer avec un bandeau additionnel denté (64) du porte-satellites (52) du train épicycloïdal de moteur (24) et avec un bandeau denté (1 14) de la roue dentée de liaison (1 12) de l'arbre (70).
4) Groupe motopropulseur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de commande de marche arrière (130) comprend une roue dentée de liaison (136) montée libre en rotation et fixe en translation sur un arbre de roue dentée (140) et une roue dentée de marche arrière (132) libre en rotation et fixe axialement sur l'arbre (70). 5) Groupe motopropulseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la roue dentée de liaison (136) de l'arbre (140) comprend un bandeau denté (134) pour coopérer avec un bandeau additionnel denté (64) du porte-satellites (52) du train épicycloïdal de moteur (24) et avec un bandeau denté (133) de la roue dentée de marche arrière (132).
6) Groupe motopropulseur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le dispositif de commande de marche arrière (1 1 1 , 130) comprend des moyens de blocage en rotation de l'arbre (70).
7) Groupe motopropulseur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de blocage comprennent une surface d'accouplement (122) portée par la roue dentée de marche arrière (1 1 6) et une surface d'accouplement (124) portée par un élément fixe (44) du groupe.
8) Groupe motopropulseur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de blocage comprennent une surface d'accouplement (150) portée par un actionneur (146), fixe en rotation et libre en translation sur l'arbre (70), et une surface d'accouplement (152) portée par un élément fixe (44) du groupe.
9) Groupe motopropulseur selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'actionneur (146) comprend en outre une surface d'accouplement (148) apte à coopérer avec une surface d'accouplement (144) liée à la roue dentée de marche arrière (132).
10) Groupe motopropulseur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de commande de marche arrière comprend des moyens de commande (126) en déplacement axial de la roue dentée de marche arrière (1 16). 1 1 ) Groupe motopropulseur selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que le dispositif de commande de marche arrière comprend des moyens de commande (154) en déplacement axial de l'actionneur (146).
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