FR2963651A1 - Reducteur de vitesse de machine electrique de vehicule hybride equipe d'un dispositif de blocage - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un réducteur de vitesse placé entre l'arbre tournant (3) d'une machine électrique (1) et un arbre d'entraînement d'au moins une roue motrice d'un véhicule hybride, comprenant un dispositif d'accouplement composé d'un pignon fou (41) monté sur un arbre du réducteur de vitesse (4) lié en rotation à l'arbre d entrainement et d'un disque de crabot (5) monté coulissant et solidaire en rotation sur l'arbre (4) du réducteur de vitesse, le disque de crabot (5) pouvant être amené dans une première position dans laquelle il est en prise par crabotage avec le pignon fou (41), afin d'accoupler en rotation le pignon fou (41) et l'arbre (4) du réducteur de vitesse, le disque de crabot (5) comprenant également au moins une dent (53) pouvant entrer en prise avec au moins une dent fixe (6), dans une seconde position du disque de crabot (5), afin de bloquer la rotation de l'arbre (4) du réducteur de vitesse.

Description

REDUCTEUR DE VITESSE DE MACHINE ELECTRIQUE DE VEHICULE HYBRIDE EQUIPE D'UN DISPOSITIF DE BLOCAGE
La présente invention concerne un réducteur placé entre une machine électrique et les roues motrices d'un véhicule hybride pour l'entraînement de ce véhicule, ainsi que le véhicule hybride lui-même. En particulier, la présente invention concerne un dispositif de blocage de ce réducteur pour immobiliser la chaîne d'entraînement du véhicule quand celui-ci est en situation de stationnement, par exemple pour la recharge de ses batteries. Les véhicules hybrides comportent généralement une machine électrique reliée à un accumulateur électrique, pour, en association avec un moteur thermique, obtenir différents modes de fonctionnement et réduire la consommation d'énergie ainsi que les émissions polluantes. Suivant les demandes du conducteur et les conditions de circulation, on peut notamment apporter avec la machine électrique un complément de couple moteur appliqué sur les roues motrices, recharger les batteries au freinage du véhicule en délivrant un couple de freinage sur ces roues motrices, ou rouler uniquement avec le moteur électrique sans émettre de gaz polluant. On peut ainsi optimiser le fonctionnement du moteur thermique et réduire sa consommation. Pour relier mécaniquement la machine électrique avec les roues du véhicule, il est généralement prévu un réducteur de vitesse composé d'engrenages entre l'arbre tournant de la machine électrique et le différentiel entrainant en rotation les arbres moteurs des roues d'un train roulant. La démultiplication que permet le réducteur de vitesse entre le moteur électrique et le différentiel est en effet nécessaire pour adapter le niveau de régime et de couple entre la machine électrique et la roue.
Il est utile par ailleurs de mettre en place dans le véhicule un système de blocage de l'ensemble mécanique en lien avec les roues, permettant d'assurer efficacement l'immobilisation du véhicule pendant son stationnement ou, par exemple, un arrêt pour recharge de ses accumulateurs. Ce système de blocage consiste généralement en un axe ou un cran d'arrêt mu par une commande pouvant être introduit dans une forme creuse d'une pièce mobile de l'ensemble mécanique en lien avec les roues, de façon à l'immobiliser. Ce système mécanique est encombrant et nécessite un système de commande spécifique. Son installation dans le véhicule génère donc un surcoût important et une masse supplémentaire, ainsi qu'un encombrement pouvant s'avérer gênant pour l'implantation des composants dans une partie du véhicule, comme un sous-plancher de coffre ou un sous-capot, dans lequel de nombreux composants sont déjà implantés. La présente invention a pour objectif de pallier 20 ces inconvénients de l'art antérieur. En particulier, la présente invention a pour objectif de fournir un système de blocage des roues d'un véhicule, qui soit particulièrement simple à mettre en oeuvre dans le véhicule. 25 Un autre objectif de l'invention est de fournir un tel système de blocage qui puisse être commandé de façon aisée, sans nécessiter de transformations importantes du véhicule. Encore un autre objectif de l'invention est de 30 fournir un tel système de blocage qui soit peu coûteux à mettre en place dans le véhicule et qui génère un encombrement et un poids minimal. Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront plus clairement par la suite, sont atteints à l'aide d'un 35 Réducteur de vitesse placé entre l'arbre tournant d'une machine électrique et un arbre d'entraînement d'au moins une roue motrice d'un véhicule hybride, comprenant un dispositif d'accouplement composé d'un pignon fou monté sur un arbre du réducteur de vitesse lié en rotation à l'arbre d'entrainement et d'un disque de crabot monté coulissant et solidaire en rotation sur l'arbre du réducteur de vitesse, le disque de crabot pouvant être amené dans une première position dans laquelle il est en prise par crabotage avec le pignon fou, afin d'accoupler en rotation le pignon fou et l'arbre du réducteur de vitesse, dans lequel le disque de crabot comprend également au moins une dent pouvant entrer en prise avec au moins une dent fixe, dans une seconde position du disque de crabot, afin de bloquer la rotation de l'arbre du réducteur de vitesse. Avantageusement, les dents fixes sont solidaires du 15 carter du réducteur de vitesse. Avantageusement, les dents fixes sont usinées sur la face intérieure du carter du réducteur de vitesse. Avantageusement, le réducteur de vitesse comprend plusieurs dents fixes formant une couronne concentrique 20 l'axe de l'arbre du réducteur de vitesse. Avantageusement, l'arbre du réducteur de vitesse portant le pignon fou est un arbre secondaire distinct de l'arbre moteur et du différentiel entrainant les roues. Avantageusement, le réducteur de vitesse comprend 25 une fourchette de commande du coulissement du disque de crabot sur l'arbre du réducteur de vitesse. Avantageusement, le réducteur de vitesse comprend un capteur de la position de coulissement du disque de crabot. 30 Avantageusement, le réducteur de vitesse comprend des moyens de maintien du disque de crabot dans sa première position de crabotage avec le pignon fou et dans sa seconde position de blocage. Avantageusement, les moyens de maintien permettent 35 également le maintien du disque de crabot dans une troisième position libre distincte des première et deuxième positions.
L'invention concerne également un véhicule automobile hybride comprenant une machine électrique entrainant au moins une roue motrice, caractérisé en ce que la machine électrique et les roues motrices sont liées par un réducteur de vitesse tel que décrit ci-dessus. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un mode de réalisation préféré, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagné d'une figure unique qui est une représentation schématique d'un réducteur pour machine électrique de véhicule hybride équipé d'un système de blocage selon l'invention.
La figure représente schématiquement un réducteur de vitesse, placé entre une machine électrique 1 et un différentiel 2 entraînant en rotation les deux roues d'un train roulant, arrière ou avant, d'un véhicule. L'arbre tournant 3 de la machine électrique 1 est solidaire d'un pignon 31 qui est en prise avec un pignon 41 monté fou sur un arbre intermédiaire 4 tournant autour d'un axe parallèle à l'axe de rotation de l'arbre 3 et à l'axe de rotation 21 du différentiel 2. Le pignon fou 41 comporte une denture latérale de crabot en créneaux 410, qui peut entrer en prise avec la denture latérale de crabot complémentaire 51 d'un disque de crabot 5 monté coulissant et solidaire en rotation sur l'arbre intermédiaire 4. Le disque de crabot 5 peut par exemple être par une forme de cannelure avec l'axe secondaire, permettant ainsi sa translation mais empêchant sa rotation vis-à-vis de l'axe secondaire. Le disque de crabot 5 permet ainsi, quand les dentures de crabot 51 et 410 sont en prise, d'associer en rotation le pignon fou 41 et l'arbre intermédiaire 4 qui le porte.
L'arbre intermédiaire 4 porte également un second pignon 42 qui est en prise avec un pignon 22 lié en rotation au différentiel 2. Les deux engrenages formés respectivement par les pignons 31 et 41 d'une part, et les pignons 42 et 22 d'autre part, constituent respectivement le premier et le deuxième étage du réducteur de vitesse. Le disque de crabot 5 est associé à un système de commande 52, par exemple de type vérin ou commande électrique, actionnant une fourchette semblable à celle mise en oeuvre dans les boîtes de vitesse, qui entraîne en translation le disque entre une première position dans laquelle la denture de crabot 51 du disque de crabot 5 est en prise avec la denture de crabot 410 de la roue folle 41, et une position libre dans laquelle ces dentures de crabot 51 et 410 ne sont pas en prise. Ce système de commande 52 permet ainsi de réaliser l'accouplement du moteur 1 avec le différentiel 2 ou le désaccouplement, par exemple pour éviter l'entraînement des roues par le moteur à l'arrêt ou pendant la charge des accumulateurs, ou l'entraînement du moteur par les roues, lors du roulage du véhicule à grande vitesse, pour limiter les pertes de traînées lorsque le couple venant du moteur électrique n'est pas nécessaire.
Selon l'invention, le disque de crabot 5 présente également sur sa face latérale opposée à celle qui porte la denture de crabot 51, une seconde denture de crabot 53. Le disque de crabot 5 comporte ainsi des dents sur les deux faces. L'actionneur 52 peut amener le disque de crabot 5 dans une seconde position dans laquelle la denture de crabot 51 n'est pas en prise avec la denture de crabot 410 de la roue folle 41, et la denture de crabot 53 est en prise avec une ou plusieurs dents fixes 6liées au carter du réducteur de vitesse.
Ces dents fixes 6 peuvent constituer un disque complet formant une denture de crabot placées en vis-à-vis de la denture de crabot 53 avec laquelle elle est complémentaire. Ces dents fixes 6 peuvent être usinées dans la paroi intérieure du carter du réducteur de vitesse ou appartenir à une pièce distincte rapportée de façon fixe, par exemple par vissage, sur une paroi intérieure du carter. Quand le dispositif de commande 52 met la denture de crabot 53 en prise avec ces dents fixes 6, la rotation du disque de crabot 5 est immobilisée, ce qui entraîne l'immobilisation de l'arbre intermédiaire 4 et, en conséquence, du différentiel 2 lié au train de roue. Cette position du disque de crabot 5 permet donc d'assurer l'immobilisation des roues du véhicule et donc d'assurer la fonction de frein de stationnement de celui-ci.
Le dispositif selon l'invention permet donc, avec une modification mineure du dispositif d'accouplement du réducteur de vitesse, d'assurer la fonction de frein de stationnement. Il suffit en effet de rallonger la course de l'actionneur du disque de crabot pour lui permettre d'atteindre une seconde position de blocage à l'opposé de la première position de crabotage, par rapport à la position libre. Il permet donc d'éviter la mise en place d'un système de frein de stationnement indépendant dans le véhicule, occupant de la place, générant un surplus de poids et des coûts supplémentaires et nécessitant un circuit de commande indépendant. Un capteur de position peut être associé au système d'entraînement 52 pour renvoyer la position du disque de crabot, permettant au système de supervision du véhicule de connaître à tout moment l'état, craboté, libre ou bloqué, du disque de crabot. La stabilité du disque de crabot 5 dans chacune des trois positions peut être assurée de façon usuelle par un dispositif de blocage, par exemple des billes cadençant la translation, et/ou par des solutions de contre pente sur les dents du crabot garantissant un maintien du disque de crabot engagé dans chaque position. Ces moyens permettant d'assurer la stabilité permettent de limiter la consommation électrique du dispositif d'actionnement 52, associée au maintien du disque de crabot 5 dans chacune de ses positions engagées. Dans le mode de réalisation représenté, le réducteur est du type à deux étages, qui est avantageux car économique et compact. Cependant, le dispositif de blocage selon l'invention peut également être intégré avantageusement à d'autres types de réducteurs.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Réducteur de vitesse placé entre l'arbre tournant (3) d'une machine électrique (1) et un arbre d'entraînement d'au moins une roue motrice d'un véhicule hybride, comprenant un dispositif d'accouplement composé d'un pignon fou (41) monté sur un arbre du réducteur de vitesse (4) lié en rotation à l'arbre d'entrainement et d'un disque de crabot (5) monté coulissant et solidaire en rotation sur l'arbre (4) du réducteur de vitesse, le disque de crabot (5) pouvant être amené dans une première position dans laquelle il est en prise par crabotage avec le pignon fou (41), afin d'accoupler en rotation le pignon fou (41) et l'arbre (4) du réducteur de vitesse, caractérisé en ce que le disque de crabot (5) comprend également au moins une dent (53) pouvant entrer en prise avec au moins une dent fixe (6), dans une seconde position du disque de crabot (5), afin de bloquer la rotation de l'arbre (4) du réducteur de vitesse.
  2. 2. Réducteur de vitesse selon caractérisé en ce que les dents fixes du carter du réducteur de vitesse.
  3. 3. Réducteur de vitesse selon caractérisé en ce que les dents fixes (6) sont usinées sur la face intérieure du carter du réducteur de vitesse.
  4. 4. Réducteur de vitesse selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs dents fixes (6) formant une couronne concentrique l'axe de l'arbre (4) du réducteur de vitesse.
  5. 5. Réducteur de vitesse selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'arbre (4) du réducteur de vitesse portant le pignon fou (41) est un arbre secondaire distinct de l'arbre moteur (3) et du différentiel (2) entrainant les roues.
  6. 6. Réducteur de vitesse selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend la revendication 1, (6) sont solidaires la revendication 1,une fourchette de commande du coulissement du disque de crabot (5) sur l'arbre (4) du réducteur de vitesse.
  7. 7. Réducteur de vitesse selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur de la position de coulissement du disque de crabot (5).
  8. 8. Réducteur de vitesse selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de maintien du disque de crabot (5) dans sa première position de crabotage avec le pignon fou (41) et dans sa seconde position de blocage.
  9. 9. Réducteur de vitesse selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de maintien permettent également le maintien du disque de crabot (5) dans une troisième position libre distincte des première et deuxième positions.
  10. 10. Véhicule automobile hybride comprenant une machine électrique (1) entrainant au moins une roue motrice, caractérisé en ce que la machine électrique (1) et les roues motrices sont liées par un réducteur de vitesse selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.
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