FR2966786A3 - Motorization system for motor vehicle e.g. hybrid motor vehicle, has primary shaft rotatably connected with one of pinions that are axially set at side of electric machine, where heal engine is set on another side of electric machine - Google Patents

Motorization system for motor vehicle e.g. hybrid motor vehicle, has primary shaft rotatably connected with one of pinions that are axially set at side of electric machine, where heal engine is set on another side of electric machine Download PDF

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Antoine Vignon
Nicolas Fremau
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Renault SAS
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Abstract

The system (1) has a thermal engine (2) rotating a primary shaft (8) with which the engine is coupled or disconnected by a clutch (E). A main electric machine (ME) is arranged around the shaft. A reducer system (23) connects the primary shaft and a secondary shaft (20) in rotation. A rotor (6) of the machine is rotatably connected with a pinion (9) and a sliding gear. The primary shaft is rotatably connected with another pinion (10). The pinions are axially at a side of the machine, and the engine is set on another side of the machine. The clutch is a forcibly controllable clutch, single-disk type dry clutch, multi-disk type dry clutch, multi-disk type wet clutch, or a cone friction clutch.

Description

B10-2845FR 1 Système de motorisation hybride pour véhicule automobile L'invention concerne les systèmes de motorisation pour véhicules automobiles à motorisation hybride, équipés d'un moteur thermique et d'une machine électrique, aptes chacun à propulser le véhicule. Dans certaines configurations, le moteur thermique et la machine électrique peuvent contribuer conjointement à propulser le véhicule, par exemple lors du démarrage du véhicule, car alors le couple élevé à basse vitesse de la machine électrique compense le manque de couple à bas régime du moteur thermique. De tels systèmes hybrides sont par exemple décrits dans la demande de brevet BE 101 162 9A7 qui permet d'appliquer sur une couronne de différentiel de roue, soit un couple issu d'un moteur thermique, soit un couple issu d'une machine électrique, transitant respectivement par un premier jeu de pignons de rapport de transmission dédié au moteur thermique et par un autre jeu de pignons, de rapport de transmission dédié à la machine électrique. The invention relates to motorization systems for motor vehicles with hybrid drive, equipped with a heat engine and an electric machine, each able to propel the vehicle. In certain configurations, the heat engine and the electric machine can jointly contribute to propel the vehicle, for example when starting the vehicle, because then the high torque at low speed of the electric machine compensates for the lack of low-end torque of the engine. . Such hybrid systems are for example described in the patent application BE 101 162 9A7 which makes it possible to apply to a wheel differential crown, either a torque from a heat engine or a torque from an electric machine, transiting respectively by a first set of transmission gear gears dedicated to the engine and by another set of gears, gear ratio dedicated to the electric machine.

Le système de boîte de vitesses proposé permet également de relier le moteur thermique à la machine électrique tout en les laissant déconnectés du différentiel, ce qui permet par exemple de recharger les batteries du véhicule à l'aide du moteur thermique quand le véhicule est à l'arrêt. Un seul rapport de transmission est disponible entre le moteur thermique actionné seul et le différentiel, et un seul rapport de transmission est également disponible entre la machine électrique actionnée seule et le différentiel. La plupart des modes de roulage transitoires devront donc être obtenus en combinant des couples du moteur thermique et de la machine électrique et en exploitant la plage de régulation de la machine électrique. On ne peut donc bénéficier pleinement ni de l'autonomie des motorisations 100% thermiques à boîte de vitesses dédiées, ni utiliser la machine électrique seule sur une large plage de fonctionnement, par exemple en roulage mixte ville-route. La demande de brevet FR 2300 928 984 décrit un système de transmission pour véhicule hybride, qui propose un étagement de rapports proche de celui d'une boîte de vitesses manuelle classique, ainsi que plusieurs rapports de transmission à partir de la machine électrique. Pour ce faire, une architecture complexe est proposée, incluant notamment quatre arbres parallèles et deux embrayages. Un tel système, à la fois coûteux et encombrant, est alors rédhibitoire pour les petits véhicules. L'objet de l'invention est de proposer une structure de motorisation hybride qui offre à la fois une plage de roulage étendue en mode tout thermique hors ville, un roulage en mode tout électrique en ville mieux modulable en terme de couple, et un grand confort de conduite grâce à des passages de vitesses sans rupture de couple même en mode de propulsion tout électrique. Un autre objet de l'invention est d'optimiser l'encombrement global du groupe motopropulseur et de la transmission. A cet effet, il est proposé un système de motorisation pour véhicule automobile comprend : - un moteur thermique à combustion interne apte à entraîner en rotation un arbre primaire avec lequel il peut être accouplé ou désaccouplé par un embrayage, - une machine électrique principale disposée autour de l'arbre primaire, axialement placée du même côté que l'embrayage par rapport au moteur thermique, - un système réducteur apte à relier en rotation l'arbre primaire et un arbre secondaire. Le système réducteur comprend un ensemble de pignons et baladeurs disposés sur l'arbre primaire et sur l'arbre secondaire. Le rotor de la machine électrique est lié en rotation à au moins un premier pignon et/ou un premier baladeur, et l'arbre primaire est lié en rotation à au moins un second pignon et/ou un second baladeur. Tous les pignons se trouvent axialement d'un côté de la machine électrique, et le moteur thermique se trouve de l'autre côté de la machine électrique. Le moteur thermique peut être lié en rotation de manière permanente à une machine électrique génératrice distincte de la machine électrique principale. Selon un premier mode de réalisation avantageux, l'embrayage, et le rotor de la génératrice, peuvent se recouvrir sur une plage axiale commune. Selon un autre mode de réalisation, la génératrice est disposée d'un côté du moteur thermique, et l'embrayage ainsi que la machine électrique principale, sont disposés de l'autre côté du moteur thermique. De manière préférentielle, le système réducteur est conçu pour pouvoir être placé dans deux configurations permettant chacune au rotor de la machine électrique principale d'engrener avec l'arbre secondaire avec un rapport de réduction différent du rapport de l'autre configuration. Selon un mode de réalisation avantageux, le système réducteur comprend exactement deux pignons sur l'arbre secondaire, chacun des pignons de l'arbre secondaire étant apte, suivant les configurations du réducteur, à transmettre successivement un couple issu du moteur thermique et un couple issu de la machine électrique principale. Par exemple, le système réducteur comporte quatre pignons et trois baladeurs, soit un pignon fixe solidaire de l'arbre primaire, un pignon fixe solidaire du rotor de la machine électrique principale et apte à être solidarisé avec l'arbre primaire par un premier baladeur, et deux pignons fous sur l'arbre secondaire, aptes à être solidarisés indépendamment l'un de l'autre avec l'arbre secondaire, par un second et par un troisième baladeur. The proposed transmission system also makes it possible to connect the heat engine to the electric machine while leaving them disconnected from the differential, which makes it possible, for example, to recharge the batteries of the vehicle with the aid of the heat engine when the vehicle is running. 'stop. A single transmission ratio is available between the single-acting heat engine and the differential, and a single transmission ratio is also available between the single-acting electric machine and the differential. Most transient rolling modes will therefore be obtained by combining the torques of the engine and the electric machine and by exploiting the regulation range of the electric machine. It is therefore not possible to fully benefit from the autonomy of 100% thermal gearboxes with dedicated gearboxes, or to use the electric machine alone over a wide range of operation, for example in city-road mixed driving. The patent application FR 2300 928 984 describes a transmission system for a hybrid vehicle, which provides a gear ratio close to that of a conventional manual gearbox, as well as several gear ratios from the electric machine. To do this, a complex architecture is proposed, including four parallel shafts and two clutches. Such a system, both expensive and bulky, is therefore prohibitive for small vehicles. The object of the invention is to propose a hybrid drive structure that offers both an extended rolling range in all-out-of-town thermal mode, an all-electric mode taxi in the city that is more flexible in terms of torque, and a large driving comfort thanks to shifts without breaking torque even in all-electric propulsion mode. Another object of the invention is to optimize the overall size of the powertrain and the transmission. For this purpose, it is proposed a motorization system for a motor vehicle comprises: - an internal combustion engine capable of driving in rotation a primary shaft with which it can be coupled or uncoupled by a clutch, - a main electric machine arranged around the primary shaft, axially placed on the same side as the clutch relative to the engine, - a reducing system adapted to connect in rotation the primary shaft and a secondary shaft. The reducing system comprises a set of gears and walkers arranged on the primary shaft and on the secondary shaft. The rotor of the electric machine is rotatably connected to at least a first pinion and / or a first player, and the primary shaft is rotatably connected to at least a second pinion and / or a second player. All the gears are axially on one side of the electric machine, and the heat engine is on the other side of the electric machine. The heat engine may be permanently rotatably connected to a generating electric machine separate from the main electric machine. According to a first advantageous embodiment, the clutch, and the rotor of the generator, can overlap on a common axial range. According to another embodiment, the generator is arranged on one side of the engine, and the clutch and the main electric machine, are arranged on the other side of the engine. Preferably, the reducing system is designed to be placed in two configurations each allowing the rotor of the main electric machine to mesh with the secondary shaft with a reduction ratio different from the ratio of the other configuration. According to an advantageous embodiment, the reduction system comprises exactly two pinions on the secondary shaft, each pinion of the secondary shaft being adapted, depending on the configurations of the gearbox, to successively transmit a torque from the engine and a torque from of the main electric machine. For example, the reduction system comprises four pinions and three players, a fixed pinion integral with the primary shaft, a fixed pinion fixed to the rotor of the main electric machine and adapted to be secured to the primary shaft by a first player, and two idle gears on the secondary shaft, adapted to be secured independently of one another with the secondary shaft, by a second and a third player.

Selon un autre mode de réalisation avantageux, le système réducteur comporte six pignons, dont un pignon fixe sur un premier arbre primaire lié à l'embrayage, deux pignons fous sur un arbre primaire extérieur entourant le premier arbre primaire, et lié en rotation au rotor de la machine électrique principale, trois pignons fixes sur l'arbre secondaire, et un baladeur sur l'arbre primaire extérieur, apte à solidariser alternativement chacun des pignons fous avec l'arbre primaire extérieur. Le système peut comprendre une unité de contrôle électronique configurée, lors d'un changement de rapport entre deux modes de fonctionnement où l'arbre secondaire est en prise avec la seule machine électrique principale, pour limiter les ruptures de couples en appliquant pendant une phase transitoire un couple engendré par la génératrice. According to another advantageous embodiment, the reduction system comprises six pinions, including a pinion fixed on a first primary shaft connected to the clutch, two idle gears on an outer primary shaft surrounding the first primary shaft, and rotatably connected to the rotor of the main electric machine, three fixed gears on the secondary shaft, and a walkman on the outer primary shaft, adapted to join each of the idler gears alternately with the outer primary shaft. The system may comprise an electronic control unit configured, when a change of ratio between two operating modes where the secondary shaft is engaged with the single main electric machine, to limit the torque breaks by applying during a transitional phase a couple generated by the generator.

De manière préférentielle, l'embrayage est construit de manière à se positionner dans un état débrayé en l'absence de commande d' actionnement. L'embrayage peut être un embrayage pilotable en force, de type embrayage sec monodisque, embrayage sec multidisques, embrayage humide multidisques, ou embrayage à cône de friction. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels : - les figures 1 à 4 illustrent un système de motorisation suivant l'invention, dans quatre configurations de roulage différentes, - la figure 5 illustre la chronologie d'un passage sous couple en mode de fonctionnement tout électrique du système de motorisation des figures 1 à 4, - la figure 6 illustre une deuxième architecture de système de motorisation suivant l'invention. Tel qu'illustré sur les figures 1 à 4, le système de motorisation 1 pour véhicule automobile comprend un moteur thermique 2 entraînant un volant moteur 3 qui est solidaire d'un rotor 4 d'une machine électrique génératrice G dont le stator 5 est assemblé à un carter du moteur (non représenté). Un arbre primaire 8 traverse axialement le rotor 4 de la génératrice G et peut être accouplé ou désaccouplé au volant moteur 3, par un embrayage E. L'embrayage E est ici disposé concentriquement avec le rotor 4 de la génératrice G, à l'intérieur de ce rotor 4. L'arbre primaire 8 traverse aussi axialement une machine électrique principale ME, qui est placée, le long de l'arbre primaire 8 à la suite de la machine électrique génératrice G dans le sens d'éloignement du moteur thermique 2. Le stator de la machine électrique principale ME est solidaire d'un carter du moteur ou d'un carter de boîte de vitesses. Le rotor 6 de la machine électrique principale ME est solidaire en rotation d'un pignon 9 qu'il entraîne en rotation autour de l'arbre primaire 8, ce pignon 9 pouvant par ailleurs être solidarisé à l'aide d'un baladeur S1 de l'arbre primaire 8. Le pignon 9 peut être directement solidaire du rotor 6 de la machine électrique principale ME, ou peut être solidaire de ce rotor au travers d'un arbre creux 21 qui permet de déporter axialement le pignon 9 par rapport au rotor 6. Au-delà du pignon 9 et du baladeur S1, toujours en s'éloignant du moteur thermique 2, l'arbre primaire 8 comporte un pignon fixe 10. Le pignon 10 solidaire de l'arbre primaire 8 et le pignon 9 solidaire du rotor 6 de la machine électrique principale ME, engrènent respectivement avec un pignon fou 12 et avec un pignon fou 11 disposés autour d'un arbre secondaire 20. Les pignons fous 12 et 11 peuvent être solidarisés en rotation avec l'arbre secondaire 20, respectivement par un baladeur S3 et par un baladeur S2. L'arbre secondaire 20 comporte un pignon d'attaque fixe 13 entraînant un différentiel 22 relié à deux roues motrices (non représentées) du véhicule. Le nombre correspondant au rapport du nombre de dents du pignon 10 par le nombre de dents du pignon 12, que l'on désignera ici par rapport long, est choisi de manière à être plus élevé que le rapport du nombre de dents du pignon 9 par le nombre de dents du pignon 1l, que l'on désignera ici par rapport court. S1, S2 et S3 constituent, avec les crabots qui leurs correspondent sur les pignons 9, 11, et 12, des systèmes de couplage qui peuvent être ouverts pour laisser les pignons correspondants libres en rotation par rapport à l'arbre primaire 8 (pour le pignon 9) ou par rapport à l'arbre secondaire 20 (pour les pignons 11 et 12), ou qui peuvent être fermés pour solidariser les pignons 9, 1l, ou 12 en rotation avec leur arbre respectif. Les baladeurs S1, S2 et S3 sont ici des baladeurs à crabot, mais pourraient être par exemple remplacés par des systèmes dont le couple transmis est pilotable, par exemple par des systèmes à cône de friction. L'embrayage E est ici un embrayage multidisques à sec mais pourrait également être remplacé par un embrayage multidisques humide placé également à l'intérieur du rotor 4, ou pourrait être remplacé par un embrayage monodisque à sec interposé de préférence entre la machine électrique principale ME et la génératrice G. En outre, l'embrayage E et son système de pilotages sont conçus de manière à ce que l'état par défaut de l'embrayage E en absence de signal de commande lui parvenant (signal que l'on peut également appeler "actionnement") est ouvert, c'est-à-dire que l'embrayage ne transmet pas de couple. Ce choix est fait parce que la fréquence temporelle d'utilisation du moteur thermique est supposée a priori plus faible que la fréquence temporelle de roulage en mode tout électrique. On limite donc ainsi une consommation globale liée au pilotage de l'embrayage E. L'ensemble constitué par les pignons 9, 10, 11, 12 et les systèmes de couplage S1, S2, S3 représente un système réducteur 23 permettant de transmettre un couple de l'arbre primaire 8, à l'arbre secondaire 20. Le pignon 13 d'attaque du différentiel 22 ne fait pas à proprement parler du système réducteur 23. I1 peut être placé axialement à côté, aussi bien que face à, la machine électrique ME. Preferably, the clutch is constructed so as to be positioned in a disengaged state in the absence of actuation control. The clutch can be a force-controlled clutch, dry single-disc clutch type, multi-disc dry clutch, multi-disc wet clutch, or friction cone clutch. The invention will be better understood on reading the detailed description of some embodiments taken as non-limiting examples and illustrated by the appended drawings, in which: FIGS. 1 to 4 illustrate a motorization system according to FIG. invention, in four different running configurations, - Figure 5 illustrates the chronology of a transition under torque in all-electric operating mode of the drive system of Figures 1 to 4, - Figure 6 illustrates a second motor system architecture according to the invention. As illustrated in FIGS. 1 to 4, the motorization system 1 for a motor vehicle comprises a heat engine 2 driving a flywheel 3 which is secured to a rotor 4 of an electric generator machine G whose stator 5 is assembled. to a motor housing (not shown). A primary shaft 8 passes axially through the rotor 4 of the generator G and can be coupled or uncoupled to the flywheel 3 by a clutch E. The clutch E is here arranged concentrically with the rotor 4 of the generator G, inside. of this rotor 4. The primary shaft 8 also axially passes through a main electric machine ME, which is placed along the primary shaft 8 following the generating electric machine G in the direction away from the heat engine 2 The stator of the main electric machine ME is integral with a crankcase of the engine or a gearbox housing. The rotor 6 of the main electric machine ME is integral in rotation with a pinion 9 that rotates around the primary shaft 8, this pinion 9 can also be secured with a S1 player S1. the primary shaft 8. The pinion 9 may be directly integral with the rotor 6 of the main electric machine ME, or may be secured to this rotor through a hollow shaft 21 which allows to axially move the pinion 9 relative to the rotor 6. Beyond the pinion 9 and the S1 player, still away from the engine 2, the primary shaft 8 comprises a fixed pinion 10. The pinion 10 integral with the primary shaft 8 and the pinion 9 integral with the rotor 6 of the main electric machine ME, meshing respectively with an idle gear 12 and with a idle gear 11 arranged around a secondary shaft 20. The idle gears 12 and 11 can be secured in rotation with the secondary shaft 20, respectively by a S3 player and a balad S2. The secondary shaft 20 comprises a fixed pinion gear 13 driving a differential 22 connected to two driving wheels (not shown) of the vehicle. The number corresponding to the ratio of the number of teeth of the pinion 10 to the number of teeth of the pinion 12, which will be referred to here as the long ratio, is chosen to be higher than the ratio of the number of teeth of the pinion 9 by the number of teeth of pinion 11, which will be designated here by short report. S1, S2 and S3 constitute, with the claws which correspond to them on the gears 9, 11, and 12, coupling systems which can be opened to leave the corresponding gears free to rotate with respect to the primary shaft 8 (for the pinion 9) or relative to the secondary shaft 20 (for the pinions 11 and 12), or which can be closed to secure the pinions 9, 11, or 12 in rotation with their respective shaft. The players S1, S2 and S3 are here dog walkers, but could be for example replaced by systems whose transmitted torque is controllable, for example by cone friction systems. The clutch E here is a dry multi-disc clutch but could also be replaced by a wet multi-disc clutch also placed inside the rotor 4, or could be replaced by a dry single-disc clutch interposed preferably between the main electric machine ME and the generator G. In addition, the clutch E and its control system are designed so that the default state of the clutch E in the absence of a control signal reaching it (signal that can also be call "actuation") is open, that is to say that the clutch does not transmit torque. This choice is made because the time frequency of use of the heat engine is supposed a priori lower than the time frequency of driving in all-electric mode. This limits overall consumption related to the control of the clutch E. The assembly constituted by the pinions 9, 10, 11, 12 and the coupling systems S1, S2, S3 represents a reduction system 23 for transmitting a torque from the primary shaft 8 to the secondary shaft 20. The pinion 13 of the differential 22 is not strictly speaking the reduction system 23. It can be placed axially beside, as well as facing, the machine electric ME.

Comme illustré aux figures 1 à 4, grâce à la configuration décrite plus haut, on dispose de deux rapports de démultiplication, aussi bien pour une propulsion par la machine électrique principale ME seule, que pour une propulsion par le moteur thermique 2 seul. En outre, c'est le même groupe de pignons (9 et 11, ainsi que 10 et 12) qui permet d'assurer ces deux rapports de démultiplication, alternativement pour la machine électrique ME et pour le moteur thermique 2. Ainsi, sur la figure 1, l'embrayage E est ouvert et le système de couplage S2 est fermé, c'est-à-dire qu'il rend solidaire le pignon 11 de l'arbre secondaire 20. Le couple de rotation du rotor 6 de la machine électrique principale ME peut ainsi être transmis au travers du pignon 9 puis du pignon 11 et du baladeur S2 à l'arbre secondaire 20. La machine électrique ME entraîne alors l'arbre secondaire 20 avec le rapport court de démultiplication, le mode de propulsion du véhicule est uniquement électrique. La figure 2 illustre un autre mode de propulsion tout électrique du véhicule. L'embrayage E est ouvert, le système de couplage S2 est ouvert et les systèmes de couplage S1 et S3 sont fermés, solidarisant ainsi respectivement les pignons 9 et 12 de l'arbre primaire 8 et de l'arbre secondaire 20. Le couple développé par la machine électrique ME transite ainsi au travers du pignon 9 et du baladeur S1, de l'arbre primaire 8, du pignon 10 solidaire de l'arbre primaire 8, du pignon 12, du baladeur S3, pour être transmis à l'arbre secondaire 20. Le couple de la machine électrique ME est alors transmis à l'arbre secondaire 20 avec le rapport de démultiplication long. Sur la figure 3, on retrouve le système de motorisation des figures 1 et 2, l'embrayage E étant cette fois fermé, les systèmes de couplage S1 et S2 étant fermés, c'est-à-dire solidarisant respectivement les pignons 9 et 11 avec l'arbre primaire 8 et avec l'arbre secondaire 20, et le système de couplage S3 étant ouvert, c'est-à-dire laissant le pignon 12 libre en rotation autour de l'arbre secondaire 20. Dans cette configuration, le couple du moteur thermique 2 est transmis à l'arbre secondaire 20 avec le même rapport court de démultiplication que le couple de la machine électrique ME dans la configuration correspondant à la figure 1. La machine électrique ME peut fournir une puissance additionnelle à l'arbre secondaire si elle est alimentée en courant électrique. La machine électrique ME peut ainsi notamment fournir une puissance additionnelle lors d'un démarrage ou lors d'un roulage à faible vitesse du véhicule pour compenser le manque de couple du moteur thermique à bas régime. Si la machine électrique ME n'est pas alimentée en courant électrique, son rotor 6 tourne quand même avec le pignon 9 entraîné avec l'arbre primaire 8 par le moteur thermique 2. As illustrated in Figures 1 to 4, thanks to the configuration described above, there are two gear ratios, both for propulsion by the main electric machine ME alone, for propulsion by the engine 2 alone. In addition, it is the same group of gears (9 and 11, as well as 10 and 12) that ensures these two gear ratios, alternatively for the electric machine ME and for the heat engine 2. Thus, on the 1, the clutch E is open and the coupling system S2 is closed, that is to say that it makes the pinion 11 of the secondary shaft 20 integral. The rotational torque of the rotor 6 of the machine main electric ME can thus be transmitted through the pinion 9 then the pinion 11 and the S2 player to the secondary shaft 20. The electric machine ME then drives the secondary shaft 20 with the short gear ratio, the propulsion mode of the Vehicle is only electric. Figure 2 illustrates another mode of all-electric propulsion of the vehicle. The clutch E is open, the coupling system S2 is open and the coupling systems S1 and S3 are closed, thus securing respectively the pinions 9 and 12 of the primary shaft 8 and the secondary shaft 20. The developed pair by the electric machine ME thus passes through the pinion 9 and the S1 player, the primary shaft 8, the pinion 10 integral with the primary shaft 8, the pinion 12, the S3 player, to be transmitted to the shaft secondary 20. The torque of the electric machine ME is then transmitted to the secondary shaft 20 with the long gear ratio. FIG. 3 shows the motorization system of FIGS. 1 and 2, the clutch E being this time closed, the coupling systems S1 and S2 being closed, that is to say, respectively solidifying the gears 9 and 11 with the primary shaft 8 and the secondary shaft 20, and the coupling system S3 is open, that is to say leaving the pinion 12 free to rotate around the secondary shaft 20. In this configuration, the torque of the heat engine 2 is transmitted to the secondary shaft 20 with the same short gear ratio as the torque of the electric machine ME in the configuration corresponding to Figure 1. The electric machine ME can provide additional power to the shaft secondary if it is supplied with electricity. The electric machine ME can thus notably provide additional power during start-up or during a low-speed rolling of the vehicle to compensate for the lack of torque of the engine at low speed. If the electrical machine ME is not supplied with electric current, its rotor 6 still rotates with the pinion 9 driven with the primary shaft 8 by the heat engine 2.

Sur la figure 4, on retrouve le système de motorisation des figures 1 à 3, l'embrayage E étant fermé, ainsi que le système de couplage S3, qui solidarise en rotation le pignon 12 avec l'arbre secondaire 20. Les systèmes de couplage S1 et S2 sont cette fois ouverts. Dans cette configuration, le couple du moteur thermique 2 est transmis à l'arbre secondaire 20 avec le même rapport long de démultiplication que le couple de la machine électrique ME dans la configuration correspondant à la figure 1. La machine électrique ME peut fournir un supplément de puissance lors d'un tel roulage en mode thermique sur le rapport long, en fermant en outre le système de couplage S1. Si un tel supplément de couple électrique n'est pas requis, on laisse de préférence le système de couplage S1 ouvert, afin d'éviter des pertes, même minimes, engendrées par la rotation du pignon 9 et du rotor 6 de la machine électrique. FIG. 4 shows the drive system of FIGS. 1 to 3, the clutch E being closed, as well as the coupling system S3, which secures the pinion 12 in rotation with the secondary shaft 20. The coupling systems S1 and S2 are this time open. In this configuration, the torque of the heat engine 2 is transmitted to the secondary shaft 20 with the same long gear ratio as the torque of the electric machine ME in the configuration corresponding to Figure 1. The electric machine ME can provide a supplement of power during such a run in thermal mode on the long ratio, further closing the coupling system S1. If such an electric torque supplement is not required, the coupling system S1 is preferably left open, in order to avoid losses, however small, caused by the rotation of the pinion 9 and the rotor 6 of the electric machine.

L'architecture proposée permet donc, avec une boîte de vitesses compacte comprenant seulement quatre pignons, d'offrir au moins une demi douzaine de modes de roulage différents, dont des modes de roulage tout électrique, tout thermique, ou mixte. Cette architecture permet également d'effectuer des changements de rapport sans rupture de couple, notamment entre deux modes de roulage tout électriques. Entre deux modes de roulages thermiques, l'estompage puis la reprise de transmission de couple peut être gérée au moyen de l'embrayage E. La figure 5 illustre les étapes successives d'un changement de rapport sans rupture de couple entre deux modes de propulsion 100% électriques du système de motorisation représenté sur les figures 1 à 4. Les courbes repérées sl, s2, s3, e désignent respectivement des courbes symbolisant, en fonction du temps « t », un état ouvert (0) ou fermé (F) des systèmes de couplage S1, S2, S3, et de l'embrayage E. The proposed architecture therefore allows, with a compact gearbox comprising only four gears, to offer at least half a dozen different modes of travel, including all electric, all-thermal, or mixed taxi modes. This architecture also makes it possible to make gear changes without breaking torque, especially between two all-electric driving modes. Between two modes of thermal rolling, the smearing then the resumption of transmission of torque can be managed by means of the clutch E. FIG. 5 illustrates the successive stages of a gear change without breaking of torque between two modes of propulsion. 100% electric motorization system shown in Figures 1 to 4. The curves marked sl, s2, s3, e respectively designate curves symbolizing, as a function of time "t", an open state (0) or closed (F) coupling systems S1, S2, S3, and clutch E.

Les courbes repérées me et g représentent des vitesses de rotation de la machine électrique principale ME et de la machine électrique génératrice G, en fonction du même axe de temps « t ». Tel que représenté sur la figure 5, le système réducteur 23 se trouve initialement dans un état où le système de couplage S2 est fermé, les systèmes de couplage S1 et S3 étant ouverts, la machine électrique principale ME engrenant donc avec l'arbre secondaire 20 suivant le rapport court. Dans cet état initial, l'embrayage E est en outre ouvert, ce qui son état par défaut en absence de signal de commande. A un instant « ti », une unité de commande électronique (non représentée) commande la fermeture de l'embrayage E, solidarisant ainsi en rotation le rotor 4 de la génératrice G avec l'arbre primaire 8. A un instant « tz » succédant à « ti », la génératrice G est mise en rotation à une vitesse N2, telle que la vitesse de rotation du pignon 12, encore libre en rotation autour de l'arbre secondaire 20, soit sensiblement égale à la vitesse de rotation de l'arbre secondaire 20. Quand cette vitesse de rotation N2 est atteinte, à un instant « t3 » on ferme le système de couplage S3, c'est-à-dire qu'on solidarise, à l'aide du baladeur S3, le pignon fou 12 avec l'arbre secondaire 20. The curves marked me and g represent rotational speeds of the main electrical machine ME and of the electric generator machine G, as a function of the same time axis "t". As shown in FIG. 5, the reduction system 23 is initially in a state where the coupling system S2 is closed, the coupling systems S1 and S3 being open, the main electrical machine ME thus meshing with the secondary shaft 20 following the short report. In this initial state, the clutch E is also open, which is its default state in the absence of a control signal. At a time "ti", an electronic control unit (not shown) controls the closing of the clutch E, thereby rotating the rotor 4 of the generator G with the primary shaft 8. At a moment "tz" succeeding at "ti", the generatrix G is rotated at a speed N2, such that the speed of rotation of the pinion 12, still free to rotate about the secondary shaft 20, is substantially equal to the rotation speed of the secondary shaft 20. When this rotation speed N2 is reached, at a time "t3" closes the coupling system S3, that is to say that we secure, using the S3 player, the idle gear 12 with the secondary shaft 20.

L'arbre secondaire 20 est alors entraîné simultanément par la machine électrique principale ME et par la génératrice G. L'unité de commande électronique déclenche alors à un instant t4, le désengagement du système de couplage S2 d'avec le pignon fou 11. L'arbre secondaire 20 n'est alors plus entraîné en rotation que par la génératrice G. L'unité de commande électronique réduit alors la vitesse de la machine électrique ME pendant un intervalle de temps « ts » s'étendant entre l'instant t4 et un instant t6, pour amener la vitesse de rotation de la machine électrique ME à la vitesse de rotation correspondant à la vitesse de rotation de l'arbre primaire 8. L'unité de commande électronique déclenche ensuite à l'instant t6, la fermeture du système de couplage S1, solidarisant avec l'arbre primaire 8, le pignon 9 lié au rotor 6 de la machine électrique ME. L'unité de commande électronique cesse alors à un instant « t7 » d'actionner l'embrayage E, qui retourne à son état ouvert par défaut. Elle cesse également de commander l'alimentation électrique de la génératrice G, qui n'est plus entraînée que par son inertie mécanique, et dont la vitesse de rotation décroît progressivement vers zéro. Le système de motorisation décrit sur les figures 1 à 4 permet donc de rouler en mode uniquement électrique en ville, en adaptant non seulement le régime de la machine électrique ME mais également le rapport de démultiplication entre la machine électrique ME et le différentiel. I1 permet également d'effectuer des changements de rapport sans rupture de couple lors du roulage en mode tout électrique, sans nécessiter l'adjonction d'un autre embrayage pilotable en couple que l'embrayage E dédié au moteur thermique. Pour des roulages sur des grandes distances et des voies rapides, le système de motorisation décrit offre un mode de fonctionnement purement thermique avec un rapport long de démultiplication adapté à de tels modes de roulage. Des adaptations de puissance peuvent être obtenues en fournissant un couple supplémentaire à l'aide de la machine ME connectée alors sur le rapport court à l'aide du baladeur S2, ou connectée sur le rapport long à l'aide du baladeur S1. The secondary shaft 20 is then driven simultaneously by the main electric machine ME and the generator G. The electronic control unit then triggers at a time t4, the disengagement of the coupling system S2 from the idler gear 11. L the secondary shaft 20 is then rotated only by the generator G. The electronic control unit then reduces the speed of the electric machine ME during a time interval "ts" extending between the time t4 and at a time t6, to bring the speed of rotation of the electric machine ME to the rotational speed corresponding to the rotational speed of the primary shaft 8. The electronic control unit then triggers at time t6, closing the coupling system S1, integral with the primary shaft 8, the pinion 9 linked to the rotor 6 of the electric machine ME. The electronic control unit then stops at a moment "t7" to actuate the clutch E, which returns to its default open state. It also stops controlling the power supply of the generator G, which is driven only by its mechanical inertia, and whose rotation speed decreases gradually to zero. The motorization system described in FIGS. 1 to 4 thus makes it possible to drive in electric mode only in the city, adapting not only the speed of the electric machine ME but also the gear ratio between the electric machine ME and the differential. I1 also makes it possible to carry out gear changes without breaking torque when traveling in all-electric mode, without requiring the addition of another clutch that can be controlled in torque than the clutch E dedicated to the engine. For driving over long distances and highways, the described engine system offers a purely thermal operating mode with a long gear ratio adapted to such driving modes. Power adaptations can be obtained by providing additional torque using the ME machine then connected to the short gear with the S2 player, or connected to the long gear with the S1 player.

Un mode de fonctionnement purement thermique est également possible en connectant le moteur thermique sur le rapport court à l'aide des baladeurs S1 et S2, en ouvrant le système de couplage S3. I1 est donc possible de circuler en mode uniquement thermique sur des routes de campagne tortueuses ou même en ville, si les limitations de l'autonomie électrique l'imposent. I1 est en effet plus intéressant du point de vue du rendement énergétique, et donc également du point de vue des émissions de CO2, d'entraîner les roues du véhicule directement par liaison mécanique avec un moteur thermique, que d'entraîner les roues à l'aide d'un moteur électrique alimenté par une génératrice branchée elle-même sur un moteur thermique. La figure 6 illustre un autre mode de réalisation d'un système de motorisation suivant l'invention. On retrouve sur la figure 6 des éléments communs aux figures 1 à 4, les mêmes éléments étant alors désignés par les mêmes références. On retrouve en particulier un moteur thermique 2 associé à une génératrice G disposés côte à côte avec une machine électrique ME et un embrayage E, l'embrayage E pouvant être, comme dans le mode de réalisation des figures 1 à 4, partiellement masqué dans la longueur de l'une des machines électriques ME ou G. Dans le mode de réalisation de la figure 6, l'arbre secondaire 20 porte trois pignons fixes 17, 18, 19. L'arbre primaire 8 porte un pignon fixe 16 engrenant avec le pignon fixe 17 selon un premier rapport dit « rapport long » défini par le rapport de nombre de dents du pignon 17 par le nombre de dents du pignon 16. A purely thermal operating mode is also possible by connecting the heat engine to the short ratio using the S1 and S2 players, by opening the coupling system S3. It is therefore possible to circulate in thermal mode only on winding country roads or even in the city, if the limitations of the electric autonomy impose it. It is indeed more interesting from the point of view of energy efficiency, and therefore also from the point of view of CO2 emissions, to drive the wheels of the vehicle directly by mechanical connection with a heat engine, than to drive the wheels to the wheel. using an electric motor powered by a generator connected itself to a heat engine. FIG. 6 illustrates another embodiment of a motorization system according to the invention. FIG. 6 shows elements that are common to FIGS. 1 to 4, the same elements then being designated by the same references. There is in particular a heat engine 2 associated with a generator G arranged side by side with an electric machine ME and a clutch E, the clutch E being, as in the embodiment of Figures 1 to 4, partially hidden in the length of one of the electrical machines ME or G. In the embodiment of Figure 6, the secondary shaft 20 carries three fixed gears 17, 18, 19. The primary shaft 8 carries a fixed gear 16 meshing with the fixed gear 17 in a first report called "long ratio" defined by the ratio of number of teeth of the pinion 17 by the number of teeth of the pinion 16.

L'arbre primaire 8 lié en rotation au moteur thermique 2 est ici concentrique avec un arbre primaire extérieur 21, disposé autour d'une portion de l'arbre primaire 8, et solidaire en rotation du rotor 6 de la machine électrique principale ME. Autour de cet arbre primaire extérieur 21, sont disposés deux pignons fous 14 et 15 qui peuvent être solidarisés l'un ou l'autre en rotation avec l'arbre primaire extérieur 21 au moyen d'un baladeur S4. Le baladeur S4 présente également une position neutre dans laquelle les deux pignons 14 et 15 restent libres en rotation par rapport à l'arbre extérieur 21 qui les porte. Autour de l'arbre primaire 8, le pignon 15 (en réalité disposé au tour de l'arbre extérieur 21) est le plus proche de la machine électrique ME, suivi par le pignon 14 (également disposé autour de l'arbre extérieur 21), puis par le pignon 16, solidaire de l'arbre primaire 8. Sur l'arbre secondaire 20, le pignon 19 est le plus proche de la machine électrique ME, suivi par le pignon 18, puis par le pignon 17. Les nombres de dents des six pignons 16, 17, 18, 19, 14 et 15 sont choisis de manière à ce que l'on ait un premier rapport long du nombre de dents du pignon 16 par le nombre de dents du pignon 17, qui constitue un rapport long, et qui est de manière préférentielle, supérieur à un rapport intermédiaire défini par le rapport du nombre de dents du pignon 14 par le nombre de dents du pignon 18. Le rapport intermédiaire est à son tour supérieur à un rapport court défini par le rapport du nombre de dents du pignon 15 par le nombre de dents du pignon 19. On reste dans le cadre de l'invention si le rapport long dédié au moteur thermique 2 est inférieur ou égal au rapport intermédiaire dédié à la machine électrique principale ME, ou si les pignons 14 et 18 dédiés au rapport intermédiaire sont plus proches de la machine électrique ME que les pignons 15 et 19 dédiés au rapport court. Ce système de motorisation permet ainsi de bénéficier d'un rapport long en mode thermique seul, l'embrayage E étant alors fermé, et le baladeur S4 se trouvant en position intermédiaire où il n'est engagé ni avec le pignon 14 ni avec le pignon 15. Ce système de motorisation bénéficie de deux rapports de transmission pour des modes de propulsion uniquement électriques, où le couple est appliqué par la machine électrique principale ME, en couplant le baladeur S4 soit au pignon fou 14 pour obtenir un rapport de transmission intermédiaire, soit au pignon fou 15 pour obtenir un rapport de transmission court. Les pignons 18, 14 et 19, 15 correspondant au rapport de transmission intermédiaire et au rapport de transmission court, servent ici uniquement à transmettre un couple issu de la machine électrique principale ME, c'est-à-dire qu'ils ne servent pas à transmettre un couple issu du moteur thermique ou de la génératrice associée G. Les rapports de démultiplication choisis pour le rapport intermédiaire et pour le rapport court peuvent donc être choisis de manière optimisée par rapport à deux plages préférentielles de fonctionnement de la machine électrique ME. Dans le premier mode de réalisation décrit sur les figures 1 à 4, la valeur du rapport de transmission long et la valeur du rapport de transmission court, utilisables aussi bien par la machine électrique ME que par le moteur thermique 2, font l'objet d'un compromis entre, à chaque fois, une plage de fonctionnement qui sera une plage de fonctionnement préférentielle pour la machine électrique et une autre plage de fonctionnement qui sera une plage de fonctionnement préférentielle pour le moteur thermique. Un tel compromis n'est pas nécessaire dans le cadre du second mode de réalisation illustré sur la figure 6. I1 est donc possible d'utiliser une machine électrique ME ayant des plages de fonctionnement centrées sur des valeurs relativement quelconques : le choix des rapports qui en découle n'a pas de répercussion sur le rapport utilisé par le moteur thermique. I1 s'ensuit que l'on peut utiliser une machines électrique ME moins sophistiquée et moins coûteuse. The primary shaft 8 rotatably connected to the heat engine 2 is here concentric with an external primary shaft 21 disposed around a portion of the primary shaft 8, and integral in rotation with the rotor 6 of the main electric machine ME. Around this external primary shaft 21, are arranged two idle gears 14 and 15 which can be secured one or the other in rotation with the outer primary shaft 21 by means of a walkman S4. The player S4 also has a neutral position in which the two gears 14 and 15 remain free in rotation relative to the outer shaft 21 which carries them. Around the primary shaft 8, the pinion 15 (actually arranged around the outer shaft 21) is the closest to the electric machine ME, followed by the pinion 14 (also arranged around the outer shaft 21) , then by the pinion 16, secured to the primary shaft 8. On the secondary shaft 20, the pinion 19 is closest to the electric machine ME, followed by the pinion 18, then by the pinion 17. The numbers of The teeth of the six gears 16, 17, 18, 19, 14 and 15 are chosen so that there is a first long ratio of the number of teeth of the pinion 16 by the number of teeth of the pinion 17, which constitutes a ratio long, and which is preferably greater than an intermediate ratio defined by the ratio of the number of teeth of the pinion 14 by the number of teeth of the pinion 18. The intermediate ratio is in turn greater than a short ratio defined by the ratio the number of teeth of the pinion 15 by the number of teeth of the pinion 19. We remain in the scope of the invention if the long report dedicated to the heat engine 2 is less than or equal to the intermediate ratio dedicated to the main electric machine ME, or if the gears 14 and 18 dedicated to the intermediate ratio are closer to the electric machine ME than the gears 15 and 19 dedicated to the short report. This motorization system thus makes it possible to benefit from a long ratio in thermal mode alone, the clutch E then being closed, and the S4 player being in the intermediate position where it is engaged neither with the pinion 14 nor with the pinion 15. This engine system has two transmission ratios for purely electric modes of propulsion, where the torque is applied by the main electric machine ME, coupling the player S4 or the idler gear 14 to obtain an intermediate transmission ratio, either to the idler gear 15 to obtain a short transmission ratio. The pinions 18, 14 and 19, 15 corresponding to the intermediate transmission ratio and the short transmission ratio, here serve only to transmit a torque from the main electric machine ME, that is to say that they do not serve to transmit a torque from the heat engine or the associated generator G. The gear ratio chosen for the intermediate report and the short report can therefore be chosen in an optimized manner with respect to two preferred operating ranges of the electric machine ME. In the first embodiment described in FIGS. 1 to 4, the value of the long transmission ratio and the value of the short transmission ratio, which can be used both by the electric machine ME and by the heat engine 2, are the subject of FIG. a compromise between, each time, an operating range which will be a preferred operating range for the electric machine and another operating range which will be a preferred operating range for the heat engine. Such a compromise is not necessary in the context of the second embodiment illustrated in FIG. 6. It is therefore possible to use an electric machine ME having operating ranges centered on relatively arbitrary values: the choice of the ratios which as a result does not affect the ratio used by the engine. As a result, a less sophisticated and less expensive electric ME machine can be used.

Dans ce mode de réalisation, on dispose du mode de propulsion purement thermique correspondant au rapport long, et de deux modes de propulsion électrique correspondant au rapport intermédiaire et au rapport court. On dispose également de modes mixtes de fonctionnement qui permettent soit d'apporter un supplément de couple électrique lors d'un roulage en mode thermique, soit d'effectuer sans rupture de couple le changement de vitesse du rapport intermédiaire au rapport court ou du rapport court au rapport intermédiaire. Pour effectuer un tel changement sans rupture de couple, on lance par exemple la génératrice à une vitesse correspondant à la vitesse de rotation de l'arbre primaire 8 tel qu'il était initialement entraîné par l'arbre secondaire 20, on ferme l'embrayage E, puis on désengage le baladeur S4 de sa position initiale On peut alors réduire ou augmenter légèrement la vitesse de rotation de la machine électrique principale ME afin qu'elle corresponde à la vitesse de rotation du second pignon avec lequel le baladeur S4 doit être engagé. On engage alors sans différentiel de vitesse le baladeur S4 avec le pignon correspondant au nouveau rapport sélectionné, et l'on ouvre l'embrayage E. On coupe ensuite l'alimentation de la génératrice G et on laisse la vitesse de rotation de la génératrice G ralentir du fait des frottements intrinsèques au moteur thermique. Ce second mode de réalisation est plus économique car il permet de d'utiliser une machine électrique principale ME présentant une plage de fonctionnement moins étendue, tout en disposant de deux rapports de démultiplication pour un fonctionnement en propulsion toute électrique, et d'un passage tout électrique sans rupture de couple entre ces deux rapports. L'objet de l'invention ne se limite pas aux exemples de réalisation décrits et peut se décliner en de nombreuses variantes. I1 est par exemple possible d'utiliser un embrayage monodisque classique au lieu d'un embrayage multidisques inséré à l'intérieur de l'une des deux machines électriques. Cet embrayage monodisque classique est alors simplement disposé entre la machine électrique principale et le moteur thermique, ou entre la machine électrique principale et la génératrice, suivie elle-même du moteur thermique. La génératrice, qui dans les exemples de réalisation des figures 1 et 6, comporte un rotor directement solidaire du volant moteur du moteur thermique, pourrait être, pour des petits véhicules, remplacée par un alternateur disposé sur un axe séparé de l'arbre primaire 8 et relié par une courroie à un vilebrequin du moteur thermique. Dans ce cas, la génératrice ou l'alternateur pourrait se trouver du côté opposé au moteur thermique par rapport à la machine électrique principale ME. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 et 6, l'embrayage E se trouve à l'intérieur du rotor 4, son encombrement axial étant inférieur, ou sensiblement égal à, l'encombrement axial du rotor 4, et son diamètre étant inférieur ou égal à un diamètre intérieur du rotor. On a un recouvrement axial entre l'embrayage et le rotor 4: par exemple la longueur axiale de l'embrayage peut être masquée au moins aux trois quarts dans la longueur axiale du rotor. L'embrayage E, notamment s'il est placé à l'intérieur du rotor de la génératrice, peut être un embrayage multidisques à sec ou un embrayage multidisques humide, ce dernier étant plus plus onéreux à fabriquer et mettre en place mais plus résistant à l'usure. D'autres types d'embrayages peuvent être utilisés, par exemple un embrayage sec à diaphragme interposés entre la machine électrique principale ME et un élément lié au moteur thermique (génératrice ou volant moteur du moteur thermique), ou encore un embrayage à cône de friction. On donnera cependant la préférence à des embrayages pilotables en couple, afin de pouvoir effectuer des changements de rapport du moteur thermique, ou introduire le moteur thermique dans la chaîne de transmission, sans à-coup de couple. In this embodiment, one has the purely thermal propulsion mode corresponding to the long ratio, and two electric propulsion modes corresponding to the intermediate ratio and the short ratio. Mixed modes of operation are also available which make it possible either to add additional electric torque when driving in thermal mode, or to perform, without breaking the torque, the change in speed from the intermediate ratio to the short ratio or the short ratio. to the interim report. To make such a change without breaking the torque, for example, the generator is started at a speed corresponding to the rotation speed of the primary shaft 8 as it was initially driven by the secondary shaft 20, closes the clutch E, then disengage the S4 player from its initial position can then reduce or slightly increase the speed of rotation of the main electric machine ME so that it corresponds to the speed of rotation of the second pinion with which the S4 player must be engaged . Then engage without speed differential the S4 player with the pinion corresponding to the new gear selected, and opens the clutch E. It then cuts the power of the generator G and the speed of rotation of the generator G is left slow down because of intrinsic friction in the engine. This second embodiment is more economical because it makes it possible to use a main electric machine ME having a smaller operating range, while having two gear ratios for operation in electric propulsion, and a passage all. electric without breaking of torque between these two ratios. The object of the invention is not limited to the embodiments described and can be declined in many variants. It is for example possible to use a conventional single-disc clutch instead of a multi-disc clutch inserted inside one of the two electrical machines. This conventional single-disc clutch is then simply arranged between the main electric machine and the heat engine, or between the main electric machine and the generator, itself followed by the engine. The generator, which in the embodiments of Figures 1 and 6, comprises a rotor directly integral with the flywheel of the engine, could be, for small vehicles, replaced by an alternator disposed on a separate axis of the primary shaft 8 and connected by a belt to a crankshaft of the engine. In this case, the generator or the alternator could be on the opposite side to the engine compared to the main electric machine ME. In the embodiment shown in FIGS. 1 and 6, the clutch E is located inside the rotor 4, its axial size being less than, or substantially equal to, the axial size of the rotor 4, and its diameter being less than or equal to an inner diameter of the rotor. There is an axial overlap between the clutch and the rotor 4: for example the axial length of the clutch can be masked at least three quarters in the axial length of the rotor. The clutch E, particularly if it is placed inside the rotor of the generator, can be a dry multi-disc clutch or a wet multi-disc clutch, the latter being more expensive to manufacture and set up but more resistant to wear. Other types of clutches can be used, for example a dry diaphragm clutch interposed between the main electric machine ME and a component linked to the engine (generator or engine flywheel of the engine), or a friction cone clutch. . However, preference will be given to torque-controllable clutches, in order to be able to make changes in the ratio of the heat engine, or to introduce the heat engine into the transmission chain, smoothly without torque.

I1 est également possible de masquer une partie de la longueur de l'embrayage E à l'intérieur de la machine électrique principale ME, par exemple à l'intérieur d'une zone centrale du rotor 6 , ou du stator 7, de la machine électrique ME. It is also possible to mask part of the length of the clutch E inside the main electric machine ME, for example inside a central zone of the rotor 6, or the stator 7, of the machine. electric ME.

Par ailleurs, cet embrayage E est conçu de manière à ce que sa position par défaut, c'est-à-dire en l'absence d'actionnement, soit la position ouverte, le moteur thermique 2 n'étant alors pas relié à l'arbre primaire 8. On limite ainsi une consommation énergétique liée à la commande de l'embrayage E, puisque celui-ci est destiné à rester une majorité du temps ouvert, le mode de fonctionnement électrique étant le plus utilisé en terme de durée. Le mode de fonctionnement thermique est, lui, réservé aux distances plus longues, mais finalement à des trajets de durée limitée par rapport aux trajets en ville. Furthermore, this clutch E is designed so that its default position, that is to say in the absence of actuation, is the open position, the engine 2 is not then connected to the engine. 8. The primary shaft 8. This limits energy consumption linked to the control of the clutch E, since it is intended to remain a majority of the open time, the electric operating mode being the most used in terms of duration. The thermal mode of operation is reserved for longer distances, but ultimately for limited duration journeys compared to city journeys.

On remarquera que les exemples de réalisation de la figure 1 et de la figure 6 permettent à la fois un passage sous couple dans des conditions de roulage 100% électriques, grâce à l'insertion dans la chaîne cinématique d'un couple fourni par la génératrice. Ces exemples de réalisation permettent également un passage sans rupture de couple entre un mode tout électrique et un mode thermique, grâce à l'embrayage pilotable en couple. Dans les deux modes de réalisation décrits, on obtient un encombrement axial réduit du système grâce à l'empilement, d'un même côté du système réducteur, du moteur thermique, de la machine électrique principale et de la génératrice. Avec un nombre relativement réduit de pignons (quatre pignons ou six pignons), on obtient deux rapports de transmission pour la propulsion par la machine électrique principale et un ou deux rapports de transmission pour le moteur thermique. Dans le premier mode de réalisation, on gagne encore en compacité en utilisant les mêmes pignons sur l'arbre secondaire pour transmettre deux rapports différents pour la machine électrique principale et également deux rapports différents pour le moteur thermique. L'encombrement radial est limité grâce à la disposition des pignons autour de deux axes de rotation, correspondant l'un à l'arbre secondaire, l'autre à l'arbre primaire et à l'arbre extérieur concentrique à l'arbre primaire. En plaçant le moteur thermique et la ou les machines électriques d'un même côté par rapport à la boîte de vitesses, on bénéficie de l'encombrement diamétral réduit de la boîte de vitesses à son extrémité correspondant aux rapports longs de vitesses. Ce système de motorisation est donc particulièrement adapté pour de véhicules petits ou moyens destinés à circuler régulièrement en ville, et à effectuer également des trajets nécessitant une autonomie supérieure à celle offerte par les batteries électriques existantes. It will be noted that the exemplary embodiments of FIG. 1 and FIG. 6 allow both a torque transition under 100% electrical running conditions, thanks to the insertion into the kinematic chain of a torque supplied by the generator. . These examples of embodiment also allow passage without breaking torque between an all-electric mode and a thermal mode, thanks to the clutch controllable torque. In the two embodiments described, a reduced axial size of the system is obtained by stacking, on the same side of the reduction system, the heat engine, the main electric machine and the generator. With a relatively small number of gears (four gears or six gears), one obtains two transmission ratios for propulsion by the main electric machine and one or two gear ratios for the engine. In the first embodiment, it is still more compact by using the same pinions on the secondary shaft to transmit two different ratios for the main electric machine and also two different ratios for the engine. The radial size is limited by the arrangement of the gears about two axes of rotation, corresponding to the secondary shaft, the other to the primary shaft and the outer shaft concentric to the primary shaft. By placing the heat engine and the electric machine (s) on the same side with respect to the gearbox, the reduced diameter of the gearbox at its end corresponding to the long gear ratios is advantageous. This engine system is therefore particularly suitable for small or medium vehicles intended for regular use in the city, and to also make trips requiring greater autonomy than that offered by existing electric batteries.

Liste des références 1 7 10 8 9, 10, 11, 12, 13, 14, 20 21 20 G g ME me 30 t, tl, t2, t3, t4, t6, t7 Système de motorisation Moteur thermique Volant moteur Rotor de la machine électrique génératrice G Stator de la machine électrique génératrice G Rotor de la machine électrique principale ME Stator de la machine électrique principale ME Arbre primaire 15, 16, 17, 18, 19 Pignons Arbre secondaire Arbre primaire extérieur entourant l'arbre primaire 8 Différentiel Système réducteur Embrayage Etat de l'embrayage E Etat fermé Machine électrique génératrice Vitesse de rotation de la machine électrique Machine électrique principale Vitesse de rotation de la machine électrique ME Vitesse de rotation (en tours/minute) Etat ouvert Baladeurs et système de couplage associé Etat du baladeur S1 Etat du baladeur S2 Etat du baladeur S3 Instants au cours d'un changement de rapport entre deux modes de fonctionnement tout électrique ts Intervalle de temps List of references 1 7 10 8 9, 10, 11, 12, 13, 14, 20 21 20 G g ME 30 t, tl, t2, t3, t4, t6, t7 Actuator system Thermal engine Flywheel Rotor of the electric machine generator G Stator of the electric machine generator G Rotor of the main electric machine ME Stator of the main electric machine ME Primary shaft 15, 16, 17, 18, 19 Sprockets Secondary shaft External primary shaft surrounding the primary shaft 8 Differential System gearbox Clutch Clutch condition E Closed state Generator electric machine Rotation speed of the electric machine Main electric machine Rotation speed of the electric machine ME Rotation speed (in revolutions / minute) Open state Walkman and associated coupling system State of the art walkman S1 Walkman state S2 Walkman state S3 Moments during a change of ratio between two all-electric operating modes ts Time interval

Claims (11)

REVENDICATIONS1. Système (1) de motorisation pour véhicule automobile comprenant : - un moteur thermique (2) à combustion interne apte à entraîner en rotation un arbre primaire (8) avec lequel il peut être accouplé ou désaccouplé par un embrayage (E), - une machine électrique principale (ME) disposée autour de l'arbre primaire (8), axialement placée du même côté que l'embrayage (E) par rapport au moteur thermique (2), -un système réducteur (23) apte à relier en rotation l'arbre primaire (8) et un arbre secondaire (20), comprenant un ensemble de pignons (9, 10, 11, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19) et baladeurs (Sl, S2, S3, S4) disposés sur l'arbre primaire (8) ou sur l'arbre secondaire (20), le rotor (6) de la machine électrique étant lié en rotation à au moins un premier pignon (9) et/ou un premier baladeur (S4), et l'arbre primaire (8) étant lié en rotation à au moins un second pignon (10, 16) et/ou un second baladeur, caractérisé en ce que tous les pignons (9, 10, 1l, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19) se trouvent axialement d'un côté de la machine électrique (ME), et le moteur thermique (2) se trouve de l'autre côté de la machine électrique (ME). REVENDICATIONS1. Motorization system (1) for a motor vehicle comprising: - a combustion engine (2) with internal combustion capable of driving in rotation a primary shaft (8) with which it can be coupled or uncoupled by a clutch (E), - a machine main electric motor (ME) arranged around the primary shaft (8), axially placed on the same side as the clutch (E) relative to the heat engine (2), -a reducing system (23) able to connect in rotation primary shaft (8) and a secondary shaft (20), comprising a set of gears (9, 10, 11, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19) and movers (S1, S2, S3, S4 ) arranged on the primary shaft (8) or on the secondary shaft (20), the rotor (6) of the electrical machine being rotatably connected to at least a first pinion (9) and / or a first sliding device (S4 ), and the primary shaft (8) being rotatably connected to at least one second pinion (10, 16) and / or a second sliding device, characterized in that all the pinions (9, 10, 11, 12, 14, 1 5, 16, 17, 18, 19) are axially on one side of the electric machine (ME), and the heat engine (2) is on the other side of the electric machine (ME). 2. Système de motorisation suivant la revendication 1, dans lequel le moteur thermique (2) est lié en rotation de manière permanente à une machine électrique génératrice (G) distincte de la machine électrique principale (ME). 2. A drive system according to claim 1, wherein the heat engine (2) is permanently rotatably connected to a generating electric machine (G) separate from the main electric machine (ME). 3. Système de motorisation suivant la revendication 2, dans lequel l'embrayage (E), et le rotor (4) de la génératrice (G), se recouvrent sur une plage axiale commune. 3. Drive system according to claim 2, wherein the clutch (E), and the rotor (4) of the generator (G), overlap on a common axial range. 4. Système de motorisation suivant la revendication 2, dans lequel la génératrice (G) est disposée d'un côté du moteur thermique (2), et dans lequel l'embrayage (E) et la machine électrique principale (ME) sont disposés de l'autre côté du moteur thermique (2). 4. Drive system according to claim 2, wherein the generator (G) is disposed on one side of the heat engine (2), and wherein the clutch (E) and the main electric machine (ME) are disposed of the other side of the engine (2). 5. Système de motorisation suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel le système réducteur (23) peut être placé dansdeux configurations (fig. 1, fig.2) permettant chacune au rotor (6) de la machine électrique principale (ME) d'engrener avec l'arbre secondaire (20) avec un rapport de réduction différent du rapport de l'autre configuration. 5. Motorization system according to one of the preceding claims, wherein the reducing system (23) can be placed in two configurations (Fig 1, Fig.2) each allowing the rotor (6) of the main electric machine (ME) to mesh with the secondary shaft (20) with a reduction ratio different from the ratio of the other configuration. 6. Système de motorisation suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel le système réducteur (23) comprend exactement deux pignons (11,12) sur l'arbre secondaire (20), chacun des pignons (11, 12) de l'arbre secondaire (20) étant apte, suivant les configurations du réducteur (23), à transmettre successivement un couple issu du moteur thermique (2) et un couple issu de la machine électrique principale (ME). 6. Drive system according to one of the preceding claims, wherein the gearing system (23) comprises exactly two pinions (11,12) on the secondary shaft (20), each pinion (11, 12) of the secondary shaft (20) being adapted, according to the configurations of the gear (23), successively transmit a torque from the engine (2) and a torque from the main electric machine (ME). 7. Système de motorisation suivant l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le système réducteur (23) comporte quatre pignons (9, 10, 11, 12) et trois baladeurs (S1, S2, S3), soit un pignon (10) fixe solidaire de l'arbre primaire (8), un pignon fixe (9) solidaire du rotor (6) de la machine électrique principale et apte à être solidarisé avec l'arbre primaire (8) par un premier baladeur (SU, et deux pignons fous (11, 12) sur l'arbre secondaire (20) aptes à être solidarisés indépendamment l'un de l'autre avec l'arbre secondaire (20), par un second (S2) et par un troisième (S3) baladeur. 7. Motorization system according to one of claims 1 to 6, wherein the reduction system (23) comprises four pinions (9, 10, 11, 12) and three players (S1, S2, S3), a pinion ( 10) secured to the primary shaft (8), a fixed gear (9) integral with the rotor (6) of the main electric machine and adapted to be secured to the primary shaft (8) by a first sliding device (SU, and two idle gears (11, 12) on the secondary shaft (20) capable of being secured independently of one another with the secondary shaft (20), by a second (S2) and by a third (S3 ) music player. 8. Système de motorisation suivant l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le système réducteur (23) comporte six pignons (14, 15, 16, 17, 18, 19) dont un pignon fixe (16) sur un premier arbre primaire (8) lié à l'embrayage (E), deux pignons fous (14, 15) sur un arbre primaire extérieur (21) entourant le premier arbre primaire (8) et lié en rotation au rotor (6) de la machine électrique principale (ME), trois pignons fixes (17, 18, 19) sur l'arbre secondaire, et un baladeur (S4) sur l'arbre primaire extérieur (21), apte à solidariser alternativement chacun des pignons fous (14, 15) avec l'arbre primaire extérieur (21). 8. Motorization system according to one of claims 1 to 6, wherein the gear system (23) comprises six pinions (14, 15, 16, 17, 18, 19) including a fixed gear (16) on a first shaft primary (8) connected to the clutch (E), two idle gears (14, 15) on an outer primary shaft (21) surrounding the first primary shaft (8) and rotatably connected to the rotor (6) of the electric machine main (ME), three fixed gears (17, 18, 19) on the secondary shaft, and a sliding device (S4) on the outer primary shaft (21), able to alternately connect each of the idle gears (14, 15). with the outer primary shaft (21). 9. Système de motorisation suivant les revendications 2 à 8, comprenant une unité de contrôle électronique configurée, lors d'un changement de rapport entre deux modes de fonctionnement où l'arbre secondaire (20) est en prise avec la seule machine électrique principale (ME), pour limiter les ruptures de couples en appliquantpendant une phase transitoire un couple engendré par la génératrice (G). 9. Motorization system according to claims 2 to 8, comprising an electronic control unit configured during a change of ratio between two modes of operation where the secondary shaft (20) is engaged with the single main electric machine ( ME), to limit torque breaks by applying a torque generated by the generator (G) during a transient phase. 10. Système de motorisation suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel l'embrayage (E) est construit de manière de manière à se positionner dans un état débrayé en absence de commande d' actionnement. 10. Motorization system according to one of the preceding claims, wherein the clutch (E) is constructed so as to be positioned in a disengaged state in the absence of actuation control. 11. Système de motorisation suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel l'embrayage (E) un embrayage pilotable en force, de type embrayage sec monodisque, embrayage sec multidisques, embrayage humide multidisques, ou embrayage à cône de friction. 11. A drive system according to one of the preceding claims, wherein the clutch (E) a clutch force-driven clutch type dry single-disc, dry clutch multidiscs, multi-disc wet clutch, or clutch friction cone.
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