TITRE : TRAIN ELECTRIQUE MODULAIRE POUR VEHICULE AUTOMOBILE

Domaine technique

La présente invention concerne l ’ électrification d’un train de véhicule automobile, qui, en complément d’un système principal, permet un entrainement à quatre roues motrices.

La présente invention vise à constituer ce train complémentaire d’une chaine de traction qui permet à la fois d’ activer ou désactiver la motricité des roues auquel il est relié et de choisir entre deux rapports de transmission pour cette motricité.

Dans le cas où le véhicule de base accueillant ce train est de type traction, le train de l ’ invention forme le train arrière du véhicule.

Dans le cas où le véhicule de base est de type propulsion, il s’ agit du train avant.

Techniques antérieures

On connaît dans l ’ art antérieur des trains arrière qui permettent d’ autoriser ou non la transmission d’un entraînement moteur vers les roues, avec plusieurs rapports de vitesse. Néanmoins, ces di spositifs transmettent l ’ entraînement en rotation fourni par un moteur situé à l ’ avant du véhicule vers les roues arrière. Ils nécessitent donc une longue chaîne de transmission particulièrement encombrante. De plus, la structure mécanique de transmission prélève une fraction importante de puissance de l ’ avant vers l ’ arrière du véhicule, ce qui occasionne une perte de rendement et donc une augmentation de la consommation et une diminution des performances d’ émission de dioxyde de carbone.

Il est connu d’ autre part de pallier ces problèmes de perte de puissance et d’ encombrement qui s’ étend sur toute la longueur du véhicule par la suppression des éléments de couplage mécanique entre les trains avant et arrière et par l ’ aj out d’un moteur arrière dédié à l ’ entraînement des roues arrière.

Pour un groupe propulseur avant thermique, le moteur arrière peut en outre être électrifié pour aj outer au véhicule des fonctionnalités des systèmes électriques : fortes performances par la somme des puissances électrique et thermique, capacité de récupération d’ énergi e au freinage.

Cette solution est néanmoins source d’un nouvel encombrement à l ’ arrière du véhicule. L’ empiètement sur l ’ habitacle et/ou sur le volume de coffre disponible dissuade d’ aj outer des fonctions augmentant davantage le volume du train arrière, notamment la fonction de double rapport arrière.

Exposé de l’invention

L’invention a pour but de pallier au moins certains des inconvénients précités et de proposer un train entraîné par un moteur électrique indépendant, doté de deux ou trois étages de réduction et de deux rapports de vitesse, et dont la particularité est d’ être extrêmement compacte.

Il est possible d’utiliser le train selon l ’ invention aussi bien sur le train arrière que sur le train avant si le véhicule de base est une propulsion.

Au vu de ce qui précède, l ’ invention a pour obj et un train - par exemple arrière - de véhicule automobile, comportant un arbre moteur, un arbre secondaire comportant un pignon de sortie, l ’ arbre secondaire comportant un pignon fou placé libre en translation sur l ’ arbre secondaire entre une position d’ engagement dans laquelle ledit pignon fou est engrené dans le premier pignon intermédiaire et une position de désengagement dans laquelle ledit pignon fou est désengagé mécaniquement du premier pignon intermédiaire, et un organe de couplage monté sur l ’ arbre secondaire et adapté pour l ’ entrainement en translation du pignon fou entre ses positions d’ engagement et de désengagement.

Le train peut comporter un arbre intermédiaire sur lequel sont fixés un pignon intermédiaire principal et un premier pignon intermédiaire. Il peut comporter en outre au moins un pignon d’ entrée.

De préférence, l ’ organe de couplage comporte un baladeur adapté pour l ’ entrainement en translation du pignon fou par prise directe dans celui-ci . Par exemple, le pignon fou et le baladeur comportent des dents complémentaires qui s’ engrènent mutuellement dans la position d’ engagement du pignon fou.

Avantageusement, un deuxième pignon intermédiaire est fixé sur l ’ arbre intermédiaire, l ’ arbre secondaire comportant en outre un deuxième pignon fou ayant une position d’ engagement dans laquelle ledit deuxième pignon fou est engrené dans le deuxième pignon intermédiaire et une position de désengagement dans laquelle le deuxième pignon fou est désengagé mécaniquement du deuxième pignon intermédiaire, l ’ organe de couplage étant adapté pour l ’ entrainement en translation du premier et du deuxième pignons fous entre leurs positions respectives d’ engagement et de désengagement.

Selon une forme de réalisation, l ’ organe de couplage comporte un baladeur bilatéral libre en translation par rapport à l ’ arbre secondaire, positionné entre le premier et le deuxième pignon fou, et adapté pour déplacer pouvoir sélectivement lesdits pignons fous soit vers une position neutre dans laquelle les premier et deuxième pignons fous sont tous les deux désengagés par rapport aux premier et deuxième pignons intermédiaires, soit vers une position d’ engagement du premier pignon fou et de désengagement du deuxième pignon fou, soit vers une position de désengagement du premier pignon fou et d’ engagement du deuxième pignon fou.

Dans un mode de réalisation, l ’ arbre moteur, l ’ arbre intermédiaire et l ’ arbre secondaire sont sensiblement parallèles et l ’ au moins un pignon d’ entrée, le pignon intermédiaire principal, et le pignon de sortie sont alignés côte-à-côte selon un axe orthogonal à l ’ arbre moteur.

Avantageusement, le rapport de transmission de puissance maximal entre l ’ au moins un pignon d’ entrée et le pignon de sortie est compris entre quinze et quarante.

Le train peut prévoir en outre que l ’ au moins un pignon d’ entrée soit couplé à un moteur électrique adapté pour l ’ entrainement en rotation dudit au moins un pignon d’ entrée, par exemple via un onduleur. De préférence, le pignon de sortie est couplé à un différentiel adapté pour transmettre une rotation dudit pignon de sortie vers deux roues latérales du véhicule.

L'invention concerne également un véhicule comportant un tel train de véhicule.

L'invention concerne également un système motopropulseur d’un véhicule automobile, comprenant un pont principal entrainé par un moteur électrique ou thermique du véhicule et un pont secondaire formé par un tel train.

Brève description des dessins

L'invention sera mieux comprise à l ’ aide du dessin annexé, sur lequel :

[Fig 1 ] représente un train de véhicule automobile selon un mode de réalisation de l ’ invention, comportant un baladeur bilatéral entre deux pignons fous.

[Fig 2] représente un train de véhicule automobile selon un autre mode de réalisation sans arbre intermédiaire.

Description détaillée

La Figure 1 illustre le train de véhicule automobile 1 selon l ’ invention.

Il comporte un arbre moteur 3 destiné à être coupl é mécaniquement à un moteur électrique, ainsi qu’un un arbre secondaire 7.

Le train 1 peut comporter également un arbre intermédiaire 5.

On peut prévoir que l ’ arbre moteur 3 , l ’ arbre intermédiaire 5 et l ’ arbre secondaire 7 sont sensiblement parallèles.

Ces arbres 3 , 5,7 permettent de constituer une chaîne de transmi ssion pour transmettre un entraînement en rotation fourni par le moteur électrique à travers un différentiel 9 et jusqu’ aux deux roues 1 1 , 13 du véhicule.

Au moins un pignon d’ entrée 15 peut être fixé sur l ’ arbre moteur 3. Il reçoit et transmet à l ’ arbre moteur 3 l ’ entrainement en rotation reçu depuis le moteur électrique. Un pignon intermédiaire principal 17 engrené dans le pignon d’ entrée 15 et un premier pignon intermédiaire 23 sont fixés sur l ’ arbre intermédiaire 5.

L’ arbre secondaire 7 comporte un pignon de sortie 19 couplé au différentiel 9.

Le pignon d’ entrée 15, le pignon intermédiaire principal 17, et le pignon de sortie 19 peuvent alors être alignés côte-à-côte selon un axe orthogonal à l ’ arbre moteur 3 , ce qui rend le train 1 particulièrement compact, pui sque cette astuce architecturale permet d’ éviter de loger une épaisseur de pignon supplémentaire.

L’ encombrement latéral est inférieur à deux cents millimètres, donc réduit d’ environ quinze millimètres par rapport aux solutions alternatives comparables dans lesquelles la liaison entre le pignon d’ attaque-pont occupe une position axiale différente de celle de la descente primaire-secondaire, ce qui implique une largeur accrue avec ces solutions.

L’ arbre secondaire 7 comporte un premier pignon fou 27 placé libre en rotation sur l ’ arbre secondaire 7.

Le pignon fou 27 est engrené dans le premier pignon intermédiaire 23 .

Le train 1 comporte en outre un organe de couplage 35 monté sur l ’ arbre secondaire 7.

L’ organe de couplage 35 est adapté pour l ’ entrainement en rotation du pignon fou 27, en le faisant passer sélectivement entre ses positions d’ engagement et de désengagement par rapport audit organe de couplage 35.

L’ organe de couplage 35 comporte par exemple un baladeur adapté pour l ’ entrainement en rotation du pignon fou 27 par prise directe dans celui-ci .

Ainsi, le baladeur n’ a pas d’ élément de friction, ce qui permet de lier de façon très efficace l ’ arbre moteur 3 à l ’ arbre intermédiaire 5, sans déperdition due au frottement. Le pignon fou 27 et le baladeur peuvent comporter des dents complémentaires qui s’ engrènent mutuellement dans leur position d’ engagement mutuel .

Comme illustré, un deuxième pignon intermédiaire 25 peut être fixé sur l ’ arbre intermédiaire 5.

L’ arbre secondaire 7 comporte alors un deuxième pignon fou 29.

Le deuxième pignon fou 29 a une position d’ engagement dans laquelle il est engrené avec l ’ organe de couplage 35, et une position neutre, de désengagement, dans laquelle il en est désengagé mécaniquement.

L’ organe de couplage 35 est alors adapté pour avoir soit une position neutre, soit une position d’ entrainement en rotation du premier ou du deuxième pignons fous 27,29 entre leurs positions respectives d’ engagement et de désengagement.

L’ organe de couplage 35 comporte par exemple un baladeur bilatéral qui est monté libre en translation par rapport à l ’ arbre secondaire 7.

Le baladeur bilatéral est positionné entre le premier et le deuxième pignon fou 27,29, de manière à pouvoir se rapprocher vers un seul des pignons fous 27,29 à la fois.

Il est adapté pour pouvoir se déplacer simultanément entre lesdits pignons fous 27,29 soit vers une position neutre dans laquelle il s sont tous les deux désengagés, soit vers une position d’ engagement du premier pignon fou 27 et de désengagement du deuxième pignon fou 27,29, soit vers une position de désengagement du premier pignon fou 27 et d’ engagement du deuxième pignon fou 27,29.

Dans la position neutre précitée, le véhicule n’ a que deux roues qui sont motrices, par exemple ses deux roues avant.

L’ invention permet de réaliser un véhicule « quatre fois quatre » dont le second pont présente un encombrement réduit.

Ainsi, le train 1 tel que défini ci-dessus peut être intégré à n’ importe quel système motopropulseur d’un véhicule automobile, comprenant un pont principal entrainé par un moteur thermique et un pont secondaire formé par un tel train 1. En outre, quand l’ obj ectif de démultiplication le permet, le train 1 pourra éviter l ’utilisation de l ’ arbre intermédiaire 5.

Dans un autre mode de réalisation illustré par la Figure 2, l ’ arbre moteur 2 porte les deux pignons 23 , 25 qui coopèrent avec les deux pignons fous 27,29 qui sont montés sur l ’ arbre secondaire 7.

Grâce à ses deux rapports de transmission possibles offrant des démultiplications différentes pour les deux pignons fous 27,29 vis-à-vi s des pignons intermédiaires 23 ,25, le train 1 permet d’ avoir une sélection de deux rapports de vitesse de roues motrices.

Le rapport de transmission de puissance maximal entre le pignon d’ entrée 15 et le pignon de sortie 19 est compris entre quinze et quarante, ce qui est rendu possible par le fait que les trois arbres constituent trois facteurs de démultiplication qui permettent une démultiplication plus importante qu’un réducteur traditionnel à deux étages.

Cela autorise l ’ emploi d’une machine électrique plus compacte, son couple pouvant être démultiplié de façon plus importante.

Cela permet une utilisation transversale du train 1 sur une large gamme de véhicules hybrides, de quarante-huit volts, deux-cents volts et quatre-cents volts.