La présente invention se rapporte à un dispositif de transmission de vitesse pour le déplacement d'un véhicule automobile, notamment d'un véhicule motorisé à au moins deux roues, ainsi qu'à un groupe motopropulseur utilisant ce dispositif de transmission de vitesse en particulier pour un véhicule hybride.

Dans l'exemple décrit dans le document FR 2 81 1 395, ce dispositif de transmission de vitesse comprend un arbre-moteur placé sensiblement parallèlement à un arbre récepteur qui est généralement utilisé pour entraîner la ou les roues motrices du véhicule.

Dans ce type de transmission, l'arbre-moteur est entraîné en rotation par le moteur thermique et porte, de manière fixe, deux roues dentées qui sont chacune en prise avec des roues dentées réceptrices portées par l'arbre récepteur en étant montées folles sur cet arbre. Cet arbre récepteur porte également des baladeurs à débattement alternatif qui permettent de rendre solidaires en rotation les roues dentées réceptrices avec cet arbre.

Ainsi en fonctionnement, le véhicule est entraîné en déplacement à différentes vitesses en agissant sur les différents baladeurs que portent l'arbre récepteur pour solidariser une des roues dentées de l'arbre-moteur avec une des roues dentées réceptrices de cet arbre récepteur.

Comme cela est bien connu, ce type de transmission peut être utilisé avec un véhicule de type hybride qui combine, comme moyen de déplacement du véhicule, le moteur à combustion interne à une machine motrice/génératrice rotative, comme une machine électrique reliée à une source électrique, telle qu'un ou plusieurs accumulateurs électriques.

Cette combinaison permet d'optimiser les performances de ce véhicule, notamment en diminuant la consommation en carburant de l'ensemble du dispositif, tout en préservant l'environnement par des rejets limités de polluants dans l'atmosphère.

Ainsi, lorsque l'on souhaite déplacer le véhicule avec un couple important sur une grande plage de vitesses tout en limitant la génération de gaz polluants et de bruit, comme dans un site urbain, l'utilisation de la machine électrique est privilégiée pour entraîner en déplacement ce véhicule.

Par contre, le moteur thermique est utilisé pour déplacer ce véhicule lors d'utilisations où une puissance d'entraînement élevée et une grande autonomie de fonctionnement sont demandées.

Ce dispositif de transmission bien que donnant satisfaction présente néanmoins des inconvénients. En effet, il est nécessaire, pour obtenir la vitesse de déplacement souhaitée, d'accoupler ou de désaccoupler certains éléments du dispositif, comme les roues dentées réceptrices. Ceci a pour effet d'allonger le temps de passage d'une vitesse à une autre en entraînant un inconfort de conduite. De plus, le dispositif de transmission doit comporter une multiplicité d'actionneurs pour commander les baladeurs. Ces actionneurs augmentent le coût de réalisation du dispositif et peuvent être la source de pannes et/ou de dysfonctionnements. En outre, ces actionneurs doivent être contrôlés par une unité de calcul, comme le calculateur que comporte habituellement le moteur, ce qui nécessite d'augmenter la capacité de ce calculateur. La présente invention se propose de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus grâce à un dispositif de transmission de vitesse de réalisation simple et peu coûteuse.

A cet effet, l'invention concerne un dispositif de transmission pour véhicules automobiles, notamment véhicules motorisés à au moins deux roues, comprenant un arbre-moteur portant au moins deux roues dentées menantes, un arbre récepteur portant au moins deux roues dentées menées et un arbre intermédiaire de transmission de mouvement portant des roues dentées intermédiaires coopérant avec les roues dentées de l'arbre-moteur et de l'arbre récepteur, caractérisé en ce que au moins l'une des roues dentées intermédiaires est montée folle sur l'arbre intermédiaire et en ce que le dispositif comprend un accouplement pour la liaison entre l'arbre intermédiaire et la roue dentée intermédiaire montée folle.

L'accouplement peut comprendre un embrayage centrifuge. L'accouplement peut comprendre un embrayage à disque.

L'accouplement peut comprendre un synchroniseur.

L'accouplement peut comprendre un crabot. L'invention concerne également un groupe motopropulseur, notamment pour véhicule automobile, comprenant un moteur à combustion interne, un dispositif de transmission de vitesse et une voie motrice, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de transmission de vitesse telle que défini ci-dessus. Le groupe motopropulseur peut comprendre une machine motrice/génératrice pour réaliser au moins le déplacement du véhicule. Le rotor de la machine peut être est relié au plateau de l'embrayage.

Le groupe motopropulseur peut comprendre une bande fermée sur elle- même pour la liaison en rotation entre le rotor de la machine et l'élément qu'il entraîne.

Le groupe motopropulseur selon l'une des revendications peut comprendre une bande fermée sur elle-même pour la liaison en rotation entre les roues dentées menantes, les roues dentées intermédiaires et les roues dentées menées

Les autres caractéristiques et avantages de l'invention vont apparaître maintenant à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre uniquement illustratif et non limitatif, et à laquelle sont annexées :

- la figure 1 qui est un schéma montrant un groupe motopropulseur comprenant le dispositif de transmission de vitesse selon l'invention, et

- la figure 2 qui montre une variante du groupe motopropulseur de la figure

1 . Comme illustré sur la figure 1 , le dispositif de transmission de vitesse 10 comprend un arbre-moteur 12 relié au vilebrequin 14 d'un moteur à combustion interne 16 en formant ainsi un groupe motopropulseur. Cet arbre-moteur porte deux roues dentées 18 et 20, ici de diamètres différents, un accouplement 22 pour la roue 18 et un accouplement à commande contrôlée 24 pour la roue 20.

L'accouplement 22 pour la roue 18, illustré à titre d'exemple sur la figure, est un accouplement unidirectionnel, comme une roue libre, mais cet accouplement peut être également un accouplement à commande contrôlée. La roue dentée 18 (dénommée petite roue dentée) est placée sur l'arbre- moteur 12 en y interposant la roue libre 22. A droite de cette petite roue dentée est placée l'autre roue dentée 20 (ou grande roue dentée) sur un fourreau 26 entourant l'arbre 12 en étant libre en rotation sur cet arbre mais fixe en translation. L'accouplement à commande contrôlée 24 est ici un embrayage à disque de friction qui comprend un plateau de réaction 28 fixe sur l'arbre 12, un plateau de pression 30, libre en translation mais fixe en rotation avec le plateau de réaction, en étant commandé en déplacement vers le plateau de réaction par tous moyens connus, comme des leviers 32, et un disque de friction 34 libre en translation sur le fourreau 26 mais fixe en rotation sur celui-ci en étant placé entre le plateau de pression et le plateau de réaction.

A titre d'autre exemple, cet accouplement à commande contrôlée 24 peut aussi prendre la forme d'un synchroniseur ou d'un crabot.

Pour des raisons de simplification dans la suite de la description, les roues dentées 18 et 20 sont dénommées roues dentées menantes. Ce dispositif de transmission comprend également un arbre intermédiaire de transmission de mouvement de rotation 36, placé sensiblement parallèlement à l'arbre-moteur 12 et qui porte deux roues dentées 38, 40 ici de diamètre différent dont l'une des roues est fixe sur cet arbre, ici la petite roue dentée 40. Ces roues dentées sont reliées aux roues dentées de l'arbre- moteur. La roue dentée 38 (grande roue dentée intermédiaire) est reliée à la petite roue dentée menante et la roue dentée 40 (petite roue dentée intermédiaire) est reliée à la grande roue dentée menante.

Ce dispositif comprend aussi, sensiblement parallèlement à l'arbre-moteur 12 et à l'arbre intermédiaire 36, un arbre récepteur 42 qui porte, comme pour l'arbre-moteur 12, deux roues dentées réceptrices 44 et 46, ici également de diamètre différent.

Les roues dentées réceptrices sont placées sur l'arbre récepteur d'une façon symétrique à celle de l'arbre-moteur. Ainsi, la roue dentée 44 (petite roue dentée menée) est placée sur un fourreau 48 entourant l'arbre récepteur 42 en étant libre en rotation sur cet arbre mais fixe en translation. Cette roue dentée 44 a la possibilité d'être reliée en rotation à cet arbre récepteur par un accouplement à commande contrôlée 50, comme un embrayage à disque de friction ou un synchroniseur ou un crabot.

Comme pour l'accouplement 24 placé sur l'arbre-moteur, l'accouplement à commande contrôlée 50 est ici un embrayage à friction avec un plateau de réaction 52 fixe sur l'arbre récepteur, un plateau de pression 54, libre en translation mais fixe en rotation avec le plateau de réaction, en étant commandé en déplacement vers le plateau de réaction par tous moyens connus, comme des leviers 56, et un disque de friction 58 libre en translation sur le fourreau 48 mais fixe en rotation. Comme mieux illustré sur la figure 1 , la roue dentée 46 (grande roue dentée menée) est placée sur l'arbre 42 au travers d'un accouplement unidirectionnel 60, comme une roue libre.

Comme pour T'accouplement 22 de la roue 18, l'accouplement unidirectionnel 60 peut être également un accouplement à commande contrôlée, comme un embrayage à disque ou un synchroniseur ou un crabot.

Ainsi, la petite roue menée 44 est en liaison avec la grande roue intermédiaire 38 alors que la grande roue menée 46 est en liaison avec la petite roue intermédiaire 40.

Comme mieux visible sur cette figure, la roue dentée 38 de l'arbre intermédiaire de transmission de mouvement de rotation 36 est montée folle sur cet arbre en étant portée par un fourreau 62 qui entoure de manière fixe en translation mais libre en rotation l'arbre 36.

L'arbre 36 est relié au fourreau 62 par un accouplement 64, qui est, dans l'exemple de la figure 1 , un embrayage centrifuge 66. Cet accouplement centrifuge comprend un plateau 68 porté fixement par l'arbre intermédiaire 36, un voile 70 relié fixement au fourreau 62 et portant des masselottes de friction 72 soumises à la force centrifuge et rappelées en position de repos par des moyens à ressort 74. De ce fait, sous la rotation de la grande roue dentée intermédiaire 38, le voile 70 est mis en rotation. Sous l'impulsion de cette rotation du voile, les masselottes 72 se déplacent radialement et viennent au contact du plateau 68 en établissant ainsi une liaison à rotation entre l'arbre intermédiaire 36 et la roue dentée 38.

Bien entendu, il est à la portée de l'homme du métier de prévoir des moyens connus, comme des actionneurs hydrauliques ou pneumatiques ou électriques ou mécaniques, pour actionner les leviers 32, 56 des embrayages en fonction du rapport de vitesse souhaité.

Le dispositif décrit ci-dessus permet ainsi de réaliser quatre rapports de vitesse en utilisant deux embrayages à disque 24 et 50, deux roues libres 22 et 60 et un embrayage centrifuge 66. Dans un de ces rapports de vitesse, lors de la rotation de l'arbre-moteur et dans la position débrayée des deux embrayages 24 et 50, la petite roue dentée menante 18 est entraînée en rotation par la mise en action de la roue libre 22 reliant l'arbre-moteur et cette roue. Cette rotation de la roue 18 est ensuite transmise à la grande roue dentée intermédiaire 38. La rotation de cette roue entraîne la mise en action de l'embrayage centrifuge 66, ce qui a pour effet d'établir une liaison entre cette roue et l'arbre intermédiaire 36. La rotation de cet arbre entraîne en rotation la petite roue dentée intermédiaire 40. Cette petite roue entraîne à son tour la grande roue menée 46 qui retransmet cette rotation à l'arbre récepteur 42 grâce à l'action de la roue libre 60.

Bien entendu comme les deux embrayages 24 et 50 sont inactifs, ni la grande roue menante 20, ni la petite roue menée 44 ne sont entraînées en rotation par l'arbre-moteur ou l'arbre récepteur et tournent ainsi de manière folle sur les arbres 12 et 42.

Dans un autre rapport de vitesse, l'embrayage 24 de l'arbre-moteur est en position embrayée et l'embrayage 50 de l'arbre récepteur est en position débrayée. La grande roue menante 20 est alors entraînée en rotation par l'arbre-moteur 12 par l'action de l'embrayage 24. Cette rotation est retransmise à l'arbre intermédiaire 36 par la petite roue intermédiaire 40 qui la communique à la grande roue menée 46. La rotation de cette grande roue est transmise à l'arbre récepteur 42 par la mise en action de la roue libre 60.

Bien entendu, la rotation de l'arbre 12 entraîne la rotation de la petite roue menante 18 au travers de la roue libre 22. Cette rotation est retransmise à la grande roue intermédiaire 38 qui, par l'intermédiaire de la rotation du fourreau 62, rend actif l'embrayage centrifuge 66 en assurant la liaison entre l'arbre 36 et la grande roue intermédiaire. Lorsque l'embrayage 66 est actif, la petite roue menante 18 a un régime supérieur à celui de l'arbre 12. La roue libre 22 est alors rendue inactive et la roue menante 18 tourne folle autour de l'arbre 12. Cependant, compte tenu de la position inactive de l'embrayage 50, la petite roue menée 44 tourne de manière folle sur l'arbre 42 et l'arbre récepteur 42 est entraîné en rotation que par la roue 46.

Pour un autre rapport de vitesse, l'embrayage 50 de l'arbre récepteur 42 est en position embrayée et l'embrayage 24 de l'arbre-moteur 12 est en position débrayée. La petite roue menante 18 est alors entraînée en rotation par l'arbre- moteur 12 au travers de la roue libre 22. La rotation de cette petite roue menante est communiquée à l'arbre intermédiaire 36 par la grande roue intermédiaire 38 et la mise en action de l'embrayage centrifuge 66. Cette rotation de la roue 38 entraîne la rotation de la roue menée 44 qui la transmet à l'arbre récepteur 42 sous l'action de l'embrayage 50.

Bien entendu, la rotation de l'arbre 36 entraîne la rotation de la petite roue intermédiaire 40 qui entraîne alors la grande roue menée 46. Cependant, compte tenu du différentiel de vitesses de rotation entre la roue menée 46 et l'arbre récepteur 42, ce dernier est désaccouplé de la grande roue menée par l'inaction de la roue libre 60. La rotation de la petite roue intermédiaire 40 entraine en rotation la grande roue menante 20 qui tourne folle autour de l'arbre 12.

Enfin pour le dernier rapport, les deux embrayages 24 et 50 sont en position embrayée. La rotation de l'arbre-moteur 12 est transmise, par l'action de l'embrayage 24, à la grande roue menante 20 qui la transmet à la petite roue dentée intermédiaire 40 de l'arbre intermédiaire 36. Cette rotation est ensuite transmise à la grande roue menée 46.

Simultanément, la rotation de l'arbre-moteur 12 est transmise, par l'action de la roue libre 22, à la petite roue menante 18 qui la transmet à la grande roue dentée intermédiaire 38. La rotation de cette grande roue dentée intermédiaire 38 permet d'accoupler cette roue à l'arbre 36 par l'action de l'embrayage 66. La rotation de la roue 38 est ensuite transmise à la roue menante 44 puis à l'arbre récepteur 42 au travers de l'embrayage 50.

Dans cette configuration, compte tenu du différentiel de vitesses de rotation entre l'arbre-moteur 12 et la petite roue menante 18, et entre l'arbre récepteur 42 et la grande roue menante 46, l'arbre-moteur 12 est désaccouplé de la petite roue menante 18 par la roue libre 22 et l'arbre récepteur 42 est désaccouplé de la grande roue menée 46 par la roue libre 60 en considération du différentiel de vitesses de rotation entre la roue menée et l'arbre récepteur.

Ainsi, le dispositif de transmission tel que décrit ci-dessus permet de réaliser quatre rapports de vitesse avec l'avantage de disposer d'un embrayage centrifuge sur l'arbre intermédiaire qui travaille à des régimes plus élevés et à des couples moins importants tout en procurant un gain en compacité, en inertie, en masse et en prix. Ceci permet également de réduire l'usure des pièces de la transmission et d'avoir un meilleur rendement de l'ensemble. Sur la figure 1 , les roues 18, 38, et 44 ainsi que les roues 20, 40 et 46 sont reliées entre elles par une bande fermée sur elle-même, comme une chaîne ou une courroie, de préférence crantée intérieurement et/ou extérieurement.

Comme mieux visible sur cette figure, il est prévu une chaîne 76 pour relier la petite roue menante 18, la grande roue dentée intermédiaire 38, et la petite roue menée 44 ainsi qu'une chaîne 78 pour relier la grande roue dentée menante 20, la petite roue dentée intermédiaire 40 et la grande roue dentée menée 46. Cela a pour effet de pouvoir modifier l'emplacement des arbres et de les placer à distance les uns des autres selon l'encombrement disponible tout en assurant la transmission du mouvement de rotation entre ces arbres.

De plus, cette chaîne (ou cette courroie) permet de limiter les frottements avec les roues.

L'utilisation de chaîne ou de courroie peut permettre également d'éviter des solutions de lubrification en carter humide.

Bien entendu et cela sans sortir du cadre de l'invention, il peut être prévue que les roues dentées engrènent directement les unes avec les autres.

La variante de la figure 2 se distingue de l'exemple de réalisation de la figure 1 par le fait que l'embrayage centrifuge de la figure 1 est remplacé par un accouplement à commande contrôlée 80, comme un synchroniseur ou un crabot ou un embrayage.

Dans l'exemple de la figure 2, cet accouplement est un embrayage à disque 82 entre le fourreau 62 et l'arbre intermédiaire 36.

Comme pour les embrayages 24 et 50, cet embrayage 82 comprend un plateau de réaction 84 fixe sur l'arbre intermédiaire 36, un plateau de pression 86, libre en translation mais fixe en rotation avec le plateau de réaction, en étant commandé en déplacement vers le plateau de réaction par des leviers 88, et un disque de friction 90 libre en translation et fixe en rotation sur le fourreau 62 en étant placé entre le plateau de réaction et le plateau de pression.

Le fonctionnement de cette variante est semblable à celui de la figure 1 en offrant la possibilité d'obtenir quatre rapports de vitesse.

Pour le rapport choisi, l'embrayage à disque 82 sera actif ou inactif en fonction de ce rapport. Plus précisément, pour le rapport avec une configuration où les deux embrayages 24 et 50 sont dans la position débrayée, l'embrayage 82 est position embrayée.

Dans un autre rapport de vitesse, l'embrayage 24 de l'arbre-moteur 12 est en position embrayée, l'embrayage 50 de l'arbre récepteur 42 est en position débrayée et l'embrayage 82 peut être en position débrayée ou embrayée. Il est cependant préférable de le laisser en position débrayée, puisque dans ce cas la vitesse de rotation des roues dentées 18, 38 et 44 est imposée par la rotation de la roue menante 18 au travers de la roue libre 22. Si l'embrayage 82 est maintenu embrayé, la vitesse de rotation des roues dentées 18, 38 et 44 est plus élevée car elle est imposée par la roue intermédiaire 38.

Pour un autre rapport de vitesse, l'embrayage 50 de l'arbre récepteur 42 est en position embrayée, l'embrayage 24 de l'arbre-moteur 12 est en position débrayée et l'embrayage 82 peut être en position débrayée ou embrayée. De même, il est préférable de le laisser en position débrayée, puisque dans ce cas les roues dentées 20, 40 et 46 ne sont pas entraînées en rotation. Si l'embrayage 82 est maintenu embrayé, les roues dentées 20, 40 et 46 sont entraînées en rotation.

Enfin pour le dernier rapport, tous les embrayages 24, 50 et 82 sont en position embrayée. Les exemples illustrés sur les figures 1 et 2 montrent également l'application du dispositif de transmission de vitesse 10 à un groupe motopropulseur de véhicule automobile, tel qu'un véhicule motorisé, notamment un véhicule à au moins deux roues et avec une utilisation sur un véhicule de type hybride avec l'association d'une machine motrice/génératrice 92 au moteur à combustion interne 16.

Cette machine est, uniquement à titre d'exemple dans la suite de la description, une machine hydraulique ou pneumatique ou une machine électrique alimentée par des batteries (non représentées) qui est utilisée, soit en tant que moteur électrique pour le déplacement du véhicule soit en tant que génératrice pour charger les batteries ou alimenter les accessoires électriques du véhicule.

Comme mieux visible sur les figures, la machine électrique comporte un rotor 94 portant une roue dentée 96.

Cette machine peut être reliée en différents endroits au dispositif de transmission.

Ainsi, dans la configuration A mentionnée sur les figures 1 et 2, le rotor 92 est lié en rotation avec le plateau de réaction 52 de l'embrayage 50 (figures 1 et 2) ; pour la configuration B, ce rotor est relié à l'arbre intermédiaire 36 au travers du plateau 68 de l'embrayage centrifuge 66 (figure 2) ; pour la configuration B' (figure 2), le rotor est relié au plateau de réaction 84 de l'embrayage 82 porté par l'arbre intermédiaire 36.

La localisation de cette machine sera choisie par l'homme du métier de manière judicieuse, notamment en tenant compte de l'encombrement et des rapports de vitesse souhaités pour l'entraînement purement électrique du véhicule. Dans la configuration A, la machine entraîne le véhicule avec un rapport de vitesse et pour la configuration B et B' avec deux rapports de vitesse. A titre d'exemple, la liaison de la machine avec les plateaux 52, 68, 82 peut être réalisée par une chaîne ou une courroie crantée.

Cette liaison peut également être réalisée par coopération de la roue dentée 96 du rotor avec une denture complémentaire (non représentée) portée par la périphérie des plateaux.

Par cela, il est possible de réaliser l'entraînement du véhicule en marche avant ou en marche arrière grâce à la rotation du rotor 92 qui est transmise au plateau et via les différentes roues dentées à la voie motrice relié à l'arbre récepteur 42.

En fonctionnement purement électrique pour le déplacement du véhicule, seul le moteur électrique est utilisé.

Ce moteur électrique peut être également utilisé en association avec le moteur à combustion interne 16 soit pour amener un complément de puissance sur l'arbre récepteur, soit être utilisé en tant que génératrice pour recharger les batteries.

De plus, lors des décélérations du véhicule, le rotor de la machine est entraîné en rotation par les différentes roues dentées et dans ce cas la machine devient une génératrice.