FR3021592A1 - Transmission automatique pour vehicule hybride - Google Patents

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Abstract

La présente invention a pour objet une transmission automatique pour véhicule hybride. Transmission automatique pour véhicule hybride thermique/électrique comprenant : - un arbre d'entrée (AE) entraîné par le moteur thermique, - une roue, une couronne ou un pignon de sortie (RCPS), - un élément stationnaire (ES), tel qu'un carter par exemple, - une machine électrique (ME) dont le stator (ST) est solidaire de l'élément stationnaire (ES), - au moins des premier, deuxième et troisième organes de transmission sélective de couple (Cl3 ; C234 ; C12 - E2) pouvant être engagés ou activés sélectivement pour établir différents rapports de transmission. Transmission automatique caractérisée en ce qu'elle comprend, en outre, un unique train planétaire double du type Ravigneaux (TPR) dont les éléments fonctionnels constitutifs sont arrangés en deux étages de trains planétaires (ET1 et ET2) reliés par les organes précités à l'arbre d'entrée (AE), au rotor (RO) de la machine électrique (ME) et à l'élément stationnaire (ES).

Description

1 DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine des équipements de véhicules automobiles, plus particulièrement celui des véhicules hybrides thermiques/électriques (comportant un moteur thermique, généralement à combustion interne, et au moins une machine électrique), et a pour objet une transmission automatique, ou boîte de vitesses automatique, optimisée pour de tels véhicules. L'invention vise plus spécifiquement les transmissions pour des véhicules hybrides pouvant fonctionner en entraînement électrique pur, c'est-à-dire pour des véhicules pouvant être mûs par l'action du seul moteur électrique, et dont les entraînements par moteur thermique et moteur électrique transitent par la même transmission avant application aux roues motrices. Pour le type de véhicule précité, il existe actuellement dans l'état de la technique principalement deux types d'architectures.
Un premier type d'architecture correspond aux hybrides parallèles dits de type "P2", qui fonctionnent avec une machine électrique placée entre le moteur thermique et la boîte de vitesses. Un embrayage de découplage spécifique est prévu qui permet de déconnecter le moteur thermique de la chaîne de traction.
En cas de découplage, le fonctionnement est du type électrique pur, la machine électrique fournissant le couple à la boîte de vitesses, à la place du moteur thermique. La machine électrique peut aussi servir de frein de transmission dans les situations habituelles de freinage : elle est alors en mode générateur et produit de l'électricité pour recharger la batterie. La boîte de vitesses fonctionne ensuite de manière classique, adaptant les rapports de vitesse au régime de fonctionnement optimal du moteur électrique. En l'absence de découplage, lorsque le moteur thermique est connecté, la machine électrique peut être sollicitée comme moteur ou comme générateur, pour fournir un surcroît de puissance à l'accélération ou recharger la batterie. Cette première architecture est la solution la plus utilisée actuellement, du moins sur le marché européen. Son avantage est de pouvoir utiliser une boîte de vitesses existante à rentrée de laquelle on greffe un moteur électrique et un 3021592 - 2 - embrayage de découplage permettant de déconnecter le moteur thermique de la chaîne de traction. Cela permet de ne pas avoir à développer un système de transmission hybride spécifique. De plus, lorsque la batterie est vide et qu'on ne peut plus propulser le véhicule que grâce au moteur 5 thermique, on dispose toujours d'un nombre de rapports de vitesses élevé, permettant de faire fonctionner le moteur thermique à son régime optimal. Toutefois, cette première solution connue présente des inconvénients : pour des puissances de machines électriques élevées (plus de 40kW, notamment pour les véhicules plug-in, c'est-à-dire rechargeable 10 sur une source extérieure), il devient difficile d'intégrer cette machine dans la boîte de vitesses, et on aboutit alors une augmentation de l'encombrement global du groupe motopropulseur. Les contraintes d'encombrement pour placer la machine entre le moteur et la boîte nécessitent de s'orienter vers des machines à aimants permanents dont le coût de revient est élevé.
15 D'autre part, on a pu déterminer que plus la puissance du système électrique augmente par rapport à celle du moteur thermique, moins on a besoin de rapports de vitesses pour obtenir les mêmes performances du véhicule. Enfin, lorsque la batterie est vide, et qu'il rfy a plus d'énergie 20 disponible pour le démarrage sur le moteur électrique, il faut prévoir un système de démarrage spécifique sur le moteur thermique (comme par exemple un convertisseur hydraulique de couple ou un embrayage à friction). Autrement dit, le système résultant est trop encombrant, trop coûteux et trop complexe par rapport aux performances apportées.
25 Des exemples de constructions de transmission adaptées pour ce premier type d'architecture sont notamment divulgués par les documents US 2008/011529 et WO 2008/141876. Un second type d'architecture est connu sous la désignation d'hybrides en série ou série-parallèle.
30 Dans le cadre de cette seconde solution, un générateur entraîné par le moteur thermique produit de l'électricité qui est utilisée pour faire fonctionner un moteur électrique qui propulse le véhicule (fonctionnement série). Dans la plupart des arrangements actuels, une partie de la puissance du moteur thermique est toutefois transmise par voie mécanique aux roues (fonctionnement série-parallèle). Un tel système est parfaitement optimisé pour le fonctionnement hybride, avec une infinité de rapports permettant de faire 3021592 - 3 - fonctionner les machines électriques et le moteur à des régimes optimisés, avec un minimum d'engrenages et d'embrayages (car il n'y a pas besoin de réaliser de multiples rapports de vitesses mécaniques). De plus, il rfy a pas besoin de système de démarrage spécifique sur le moteur thermique, 5 puisqu'on peut toujours démarrer en mode série. Par contre, un inconvénient majeur réside dans le surpoids et le surcoût engendré par rutilisation de deux machines électriques, alors qu'une seule est vraiment utilisée pour la propulsion du véhicule. Ainsi, dans le cas d'un fonctionnement en série, en présence d'un moteur électrique de 60 kW 10 pour la propulsion du véhicule, il faut également prévoir un générateur de 60kW. En conclusion, il est nécessaire d'embarquer deux fois la puissance de propulsion souhaitée (voir par exemple EP 1 386 771 et US 2012/174708). Pour tenter de pallier les inconvénients et surmonter les 15 limitations des solutions existantes, des transmissions et boîtes de vitesses spécialement adaptées aux véhicules hybrides ont entre-temps été développées et sont proposées sur le marché, lesquelles intègrent d'office un moteur électrique. Cette nouvelle génération de transmissions présente 20 généralement les caractéristiques suivantes : - deux à cinq vitesses utilisables pour la propulsion du véhicule par le moteur thermique, - une ou deux vitesse(s) pour la propulsion du véhicule par le moteur électrique, 25 - un mode de décollage ou de démarrage du véhicule par le moteur thermique, en utilisant la machine électrique en mode générateur comme un variateur de vitesse (mode de fonctionnement en rapport variable, voir par exemple DE 102010031026A1). Le nombre de rapports associés au moteur électrique dans ces 30 nouvelles transmissions est ajusté aux besoins d'un véhicule hybride (pas de matériel superflu pour réaliser six ou huit vitesses). La prévision éventuelle de deux vitesses électriques permet d'ajuster le fonctionnement de la machine électrique dans ses gammes de régime et de couple où elle est la plus efficace, permettant ainsi l'utilisation de moteurs asynchrones moins 35 coûteux que les moteurs à aimants permanents, mais avec une zone d'efficacité optimale plus réduite. Le mode de démarrage en rapport variable permet d'économiser un dispositif de décollage du véhicule sur le moteur 3021592 - 4 - (type convertisseur ou embrayage à forte capacité de dissipation d'énergie), tout en disposant toujours d'une possibilité de décollage autre qu'électrique, notamment lorsque les batteries ont atteint leur seuil de charge minimale (par exemple suite à des démarrages répétés en trafic congestionné).
5 Néanmoins, ces nouveaux développements de transmission spécifiquement destinés aux véhicules hybrides présentent encore des constructions complexes, avec notamment obligatoirement au moins trois trains planétaires et au moins quatre organes de transmission sélective de couple (embrayages ou dispositifs d'accouplement).
10 De plus, ces nouveaux développements n'autorisent pas un passage simple, en termes de construction, d'une version de base, avec des possibilités plus limitées, à une version plus sophistiquée, avec des possibilités augmentées en termes de nombre de rapports de vitesses disponibles.
15 La présente invention a pour but de proposer une solution améliorée par rapport à l'existant, et de surmonter au moins les principaux inconvénients précités. A cet effet, l'invention a pour objet une transmission automatique pour véhicule hybride thermique/électrique comprenant : 20 - un arbre d'entrée entraîné par le moteur thermique, - une roue, une couronne ou un pignon de sortie, - un élément stationnaire, tel qu'un carter par exemple, - une machine électrique dont le stator est solidaire de l'élément stationnaire, 25 - au moins des premier, deuxième et troisième organes de transmission sélective de couple pouvant être engagés ou activés sélectivement pour établir, d'une part, au moins un rapport de vitesses pour un entraînement du véhicule sous l'action de la machine électrique fonctionnant comme un moteur, d'autre part, deux rapports pour un 30 entraînement du véhicule sous l'action du moteur thermique en mode de variation continue de vitesse et, enfin, au moins trois rapports de vitesses pour un entraînement du véhicule sous l'action du moteur thermique, transmission automatique caractérisée en ce qu'elle comprend, en outre, un unique train planétaire double du type Ravigneaux, comportant 35 en tant qu'éléments fonctionnels constitutifs : des première et seconde roues solaires, des première et seconde couronnes dentées et des premier et second jeux de pignons satellites montés sur un porte-satellite commun, ces 3021592 - 5 - éléments étant arrangés en deux étages de trains planétaires reliés entre eux par un ou plusieurs pignon(s) long(s) engrenant avec chacun desdits étages, le premier étage pouvant être relié sélectivement à l'arbre d'entrée par l'intermédiaire des premier et deuxième organes de transmission de couple 5 et le second étage étant, d'une part, relié en permanence au rotor de la machine électrique et, d'autre part, relié sélectivement à l'élément stationnaire par le troisième organe de transmission de couple. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre 10 d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : Les figures lA et 1B sont des représentations symboliques filaires de deux variantes d'une premier mode de réalisation d'une transmission automatique selon l'invention ; 15 Les figures 2A et 2B sont des représentations symboliques filaires de deux variantes d'un second mode de réalisation d'une transmission automatique selon l'invention, constituant des versions plus sophistiquées des réalisations de transmissions représentées respectivement figures lA et 1B ; 20 La figure 3 représente, en relation avec les variantes de réalisation représentées figures lA et 1B, une matrice de passage ou table d'enclenchement des différents organes de transmission sélective de couple faisant partie de la transmission selon l'invention, avec indication des numéros des vitesses et du mode d'entraînement, ainsi que des étagements 25 (rapport de vitesses) ; La figure 4 représente, en relation avec les variantes de réalisation représentées figures 2A et 2B, une matrice de passage ou table d'enclenchement des différents organes de transmission sélective de couple faisant partie de la transmission selon l'invention, avec indication des 30 numéros des vitesses et du mode d'entraînement, ainsi que des étagements (rapport de vitesses), et, Les figures 5 à 7 représentent, sur la base de la matrice de passage représentée figure 4, différentes stratégies de passages de vitesses à partir de différentes situations au démarrage.
35 Les figures 1 et 2 illustrent une transmission automatique pour véhicule hybride thermique/électrique comprenant : - un arbre d'entrée AE entraîné par le moteur thermique, 3021592 - 6 - - une roue, une couronne ou un pignon de sortie RCPS, - un élément stationnaire ES, tel qu'un carter par exemple, - une machine électrique ME dont le stator ST est solidaire de l'élément stationnaire ES, 5 - au moins des premier, deuxième et troisième organes de transmission sélective de couple C13 ; C23 ou C234 ; C12 - E2 pouvant être engagés ou activés sélectivement pour établir, d'une part, au moins un rapport de vitesses pour un entraînement du véhicule sous l'action de la machine électrique ME fonctionnant comme un moteur, d'autre part, deux 10 rapports pour un entraînement du véhicule sous l'action du moteur thermique en mode de variation continue de vitesse (la machine électrique ME fonctionnant alors en mode générateur et effectuant une réaction tournante) et, enfin, au moins trois rapports de vitesses pour un entraînement du véhicule sous l'action du moteur thermique (non 15 représenté). Conformément à l'invention, cette transmission comprend, en outre, un unique train planétaire double du type Ravigneaux TPR, comportant en tant qu'éléments fonctionnels constitutifs : des première et seconde roues solaires Si et S2, des première et seconde couronnes dentées 20 R1 et R2 et des premier et second jeux de pignons satellites PS1 et PS2 montés sur un porte-satellite commun SC, ces éléments étant arrangés en deux étages de trains planétaires ET1 et ET2 reliés entre eux par un ou plusieurs pignon(s) long(s) PL engrenant avec chacun desdits étages ET1 et ET2, le premier étage ET1 pouvant être relié sélectivement à l'arbre d'entrée 25 AE par l'intermédiaire des premier et deuxième organes de transmission de couple C13 et C23 ou C234 et le second étage ET2 étant, d'une part, relié en permanence au rotor RO de la machine électrique ME et, d'autre part, relié sélectivement à l'élément stationnaire ES par le troisième organe de transmission de couple C12-E2.
30 On notera que chacune des figures 1 et 2 représente une moitié d'une vue en coupe de la transmission selon un plan contenant l'axe longitudinal de la transmission (axe virtuel sur lequel sont alignés l'arbre d'entrée AE et le moyen de sortie RCPS). Dans sa version de base représentée figures 1A et 1B, la 35 transmission automatique comprend un unique train planétaire double TPR et seulement trois organes de transmission sélective de coupe C13 ; C23 ou C234 ; C12-E2. 3021592 - 7 - Avec cette configuration, cette transmission permet d'obtenir par l'actionnement adapté desdits organes : - trois rapports de vitesses associés au moteur thermique, - un rapport de vitesse associé au moteur électrique ME, 5 - deux modes de variation continue de rapports. Ainsi, avec une structure simples (quatre organes), peu encombrante (deux étages, intégration du moteur électrique) et économiquement peu coûteuse, il est possible de fournir grâce à l'invention une proposition de rapports de transmission, adaptée pour une mise en 10 oeuvre avec une propulsion hybride. Les deux possibilités d'injection de mouvement dans le train double Ravigneaux (par le biais sélectivement des organes C13 et C23 ou C234) permettent de disposer de deux rapports continûment variables EVT1 et EVT2 distincts.
15 Comme le montrent également les figures 1 et 2, à chaque pignon long PC sont avantageusement associés, d'une part, un pignon satellite PS1 au niveau du premier étage ET1, lequel engrène avec ledit pignon long PL et avec la couronne R1 ou la roue solaire S1 dudit étage ET1 et, d'autre part, un pignon satellite PS2 au niveau du second étage ET2, 20 lequel engrène avec ledit pignon long PL et avec la couronne R2 ou la roue solaire S2 dudit étage ET2, le porte-satellite SC portant ledit pignon long PL et portant les deux pignons satellites PS1 et PS2 avec faculté de libre rotation. Bien qu'un unique pignon long PL soit représenté sur les 25 figures 1 et 2, préférentiellement plusieurs (par exemple deux ou trois répartis autour de l'axe longitudinal) sont prévus avec leurs deux pignons satellites PS1 et associés. En termes d'entrée et de sortie de mouvement, il peut être prévu que les premier et deuxième organes de transmission de couple C13 et C23 30 ou C234 relient, de manière sélective, l'arbre d'entrée AE respectivement à la roue solaire S1 et à la couronne R1 du premier étage ET1 du train planétaire double de type Ravigneaux TPR, la roue, la couronne ou le pignon de sortie RCPS étant connecté(e) directement au porte-satellite SC. Préférentiellement, le rotor RO de la machine électrique ME est 35 connecté directement ou relié par l'intermédiaire d'un arrangement d'engrenages à la couronne R2 du second étage ET2 du train planétaire 3021592 - 8 - double de type Ravigneaux TPR, ledit arrangement d'engrenages pouvant être du type planétaire ou parallèle. On notera que les deux variantes des figures 1 A et 1B se distinguent par l'inversion du train planétaire double TPR.
5 Les deux étages ET1 et ET2 du double train planétaire comprennent les différents moyens d'engrènement (couronnes, roues, pignons) répartis selon deux plans parallèles, perpendiculaires à l'axe longitudinal et espacés le long de ce dernier. En accord avec un second mode de réalisation préféré de 10 l'invention, et comme cela ressort des figures 2A, 2B et 4, la transmission automatique peut comporter un quatrième organe de transmission sélective de couple C4-E1 apte à relier la roue solaire Si du premier étage ET1 à l'élément stationnaire ES, permettant ainsi l'établissement d'au moins un rapport de vitesses supplémentaire pour un entraînement du véhicule sous 15 l'action de la machine électrique ME fonctionnant comme moteur, d'une part, et d'au moins un rapport de vitesses supplémentaire pour un entraînement du véhicule sous l'action du moteur thermique, d'autre part. Les figures 2A et 2B illustrent deux variantes de réalisation pratiques de ce second mode qui se distinguent par l'inversion du train 20 planétaire double TPR. Grâce à ce second mode de réalisation préféré de l'invention, on peut obtenir par l'actionnement sélectif des quatre organes d'embrayage : - quatre rapports de vitesses associés au moteur thermique, - deux rapports de vitesses associés au moteur électrique ME, 25 - deux modes de variation continue de rapports. Dans les deux rapports de vitesses pour un entraînement du véhicule sous l'action du moteur thermique en mode de variation continue, la machine électrique ME peut fonctionner en mode génératrice et ainsi recharger la batterie du véhicule.
30 Comme le montrent les figures 3 et 4 en relation avec les figures 1 et 2, il peut être prévu que, pour établir chacun des rapports de vitesses pour l'entraînement par le moteur électrique ME et chacun des rapports pour l'entraînement par le moteur thermique en mode continûment variable, un seul des organes de transmission sélective de couple C13 ; C23 35 ou C234 ; C12-E2 ; C4-E1 soit activé ou engagé et que, pour l'établissement de chacun des rapports de vitesses pour l'entraînement par le moteur 3021592 - 9 - thermique, deux des organes de transmission sélective de couple C13 ; C23 ou C234 ; C12-E2 ; C4-E1 soient activés ou engagés. De plus, il ressort également des figures précitées que les rapports de vitesses pour un entraînement du véhicule sous l'action du 5 moteur thermique consistent exclusivement en des rapports de vitesses en marche avant, le passage d'une vitesse donnée à une vitesse immédiatement supérieure ou immédiatement inférieure étant avantageusement effectué, d'une part, par désengagement ou désactivation d'un unique organe de la paire d'organes réalisant la vitesse courante et, d'autre part, par engagement 10 ou activation d'un unique organe faisant partie de la paire d'organes destiné à réaliser la nouvelle vitesse. Ainsi, le ou les rapport(s) électrique(s) El, E2 est(sont) utilisé(s) pour démarrer le véhicule à l'arrêt lorsqu'il reste suffisamment d'énergie dans la batterie. De plus, El, et éventuellement E2, sont utilisés 15 pour réaliser les déplacements en marche arrière. Les rapports EVT1 et EVT2 correspondent à des rapports de couple fixes (indiqués dans les tableaux des figures 3 et 4) associés à des rapports de vitesses continûment variables. EVT1 est utilisé pour démarrer le véhicule lorsque la quantité d'énergie stockée dans la batterie n'est pas 20 suffisante pour un démarrage avec le moteur électrique ME. Lorsque l'un quelconque des rapports Ti à T4 est engagé (rapports fixes pour un entraînement par le moteur thermique), la machine électrique ME, qui tourne à un rapport de vitesses fixe par rapport aux autres éléments de la transmission, peut être utilisée indifféremment comme 25 motrice ou génératrice, pour soit apporter un surcroît de puissance au véhicule, soit pour récupérer de l'énergie qui sera envoyée à la batterie. Bien entendu, les valeurs des rapports dans les tableaux des figures 3 à 7 sont données à titre d'exemples uniquement et peuvent être modifiées en changeant le nombre de dents des engrenages.
30 A titre d'utilisation pratique de la transmission automatique représentée sur les figures 1 A et 1B, en relation avec la matrice de la figure 3, les organes ou paires d'organes de transmission sélective de couple suivant(e)s sont respectivement engagé(e)s ou activé(e)s pour établir un rapport de transmission à vitesse fixe ou continûment variable : 35 - le troisième organe C12-E2 pour la vitesse en entraînement par le moteur électrique ME, 3021592 - 10 - - le premier organe C13 pour le premier rapport en variation continue, - le second organe C23 ou C234 pour le second rapport en variation continue, 5 - les premier et troisième organes C13 et C12-E2 pour la première vitesse en entraînement par le moteur thermique, - les deuxième et troisième organes C23 ou C234 et C12-E2 pour la deuxième vitesse en entraînement par le moteur thermique, - les premier et deuxième organes C13 et C23 ou C234 pour la 10 troisième vitesse en entraînement par le moteur thermique. A titre d'utilisation pratique de la transmission automatique représentée sur les figures 2A et 2B, en relation avec la matrice de la figure 4, les organes ou paires d'organes de transmission sélective de couple suivant(e)s sont respectivement engagé(e)s ou activé(e)s pour établir un 15 rapport de transmission à vitesse fixe ou continûment variable : - le quatrième organe C4-E1 pour la première vitesse en entraînement par le moteur électrique ME, - le troisième organe C12-E2 pour la seconde vitesse en entraînement par le moteur électrique ME, 20 - le premier organe C13 pur le premier rapport en variation continue, - le second organe C23 ou C234 pour le second rapport en variation continue, - les premier et troisième organes C13 et C12-E2 pour la 25 première vitesse en entraînement par le moteur thermique, - les deuxième et troisième organes C23 ou C234 et C12-E2 pour la deuxième vitesse en entraînement par le moteur thermique, - les premier et deuxième organes C13 et C23 ou C234 pour la troisième vitesse en entraînement par le moteur thermique, 30 - le deuxième et le quatrième organes C23 ou C234 et C4-E1 pour la quatrième vitesse en entraînement par le moteur thermique. Les performances et les plages d'utilisation des différents modes de fonctionnement de la transmission selon l'invention (mode de réalisation correspondant aux figures 2A et 3) sont illustrées, à titre 35 d'exemples, sous forme de graphiques représentant la force de traction en Newton en fonction de la vitesse du véhicule en kilomètre/heure sur la figure 8. 3021592 - 11 - On peut noter que les quatre rapports de vitesses disponibles pour l'entraînement par le moteur thermique seul (courbes "rapport thermique Ti") sont doublés par quatre rapports de vitesses supplémentaires correspondant à un entraînement par le moteur thermique assisté par la 5 machine électrique ME fonctionnant en mode moteur (courbes "rapport thermique Ti + boost"). Les nuages de points "." et "x" montrent des points de fonctionnement possibles dans les deux rapports à variation continue EVT1 et EVT2, la machine électrique étant utilisée comme génératrice.
10 La détermination des plages de fonctionnement optimale dans les différents modes d'entraînement est bien entendu du domaine des connaissances pratiques normales de l'homme du métier. La présente invention concerne également un procédé de commande d'une transmission automatique telle que décrite précédemment 15 et équipant un véhicule hybride pourvu d'une batterie rechargeable. Ce procédé consiste, au moment du démarrage, à vérifier le niveau de charge de la batterie et à le comparer à une valeur seuil basse, puis soit à démarrer le véhicule par l'intermédiaire du moteur électrique ME si le niveau de charge est supérieur ou égal à la valeur seuil, en engageant le 20 ou l'un des rapports de vitesses correspondant, soit à démarrer le véhicule par l'intermédiaire du moteur thermique si le niveau de charge est inférieur à la valeur seuil, en engageant l'un des rapports de transmission à rapport de vitesses continûment variable. Enfin, les figures 5 à 7 illustrent différentes stratégies de 25 passages de vitesses, depuis l'arrêt jusqu'à la vitesse de croisière maximale, dépendant notamment de la charge de la batterie du véhicule hybride. Comme le montre la figure 5, les opérations successives suivantes peuvent être envisagées avec une batterie avec un niveau de charge au-dessus de sa charge maximale : 30 - le véhicule démarre en El (fonctionnement sur le moteur électrique), - passage en E2 (fonctionnement sur le moteur électrique), - passage en Ti (fonctionnement moteur thermique), - passage en T2 (fonctionnement moteur thermique), 35 - passage en T3 (fonctionnement moteur thermique), - passage en T4 (fonctionnement moteur thermique). 3021592 - 12 - La suite d'opérations illustrée à la figure 6 peut être effectuée lorsque la batterie présente un niveau de charge en-dessous de sa valeur minimale : - le véhicule démarre en EVT1 (fonctionnement en variation 5 continue), - passage en T1 (fonctionnement moteur thermique), - passage en T2 (fonctionnement moteur thermique), - passage en T3 (fonctionnement moteur thermique), - passage en T4 (fonctionnement moteur thermique).
10 La figure 7 illustre une variante de stratégie de démarrage par rapport à la figure 6 comprenant les étapes suivantes : - le véhicule démarre en EVT1 (fonctionnement en variation continue), - passage EVT2 (fonctionnement en variation continue), 15 - passage en T2 (fonctionnement moteur thermique), - passage en T3 (fonctionnement moteur thermique), - passage en T4 (fonctionnement moteur thermique). Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications 20 restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS1. Transmission automatique pour véhicule hybride thermique/électrique comprenant : - un arbre d'entrée (AE) entraîné par le moteur thermique, - une roue, une couronne ou un pignon de sortie (RCPS), - un élément stationnaire (ES), tel qu'un carter par exemple, - une machine électrique (ME) dont le stator (ST) est solidaire de l'élément stationnaire (ES), - au moins des premier, deuxième et troisième organes de transmission sélective de couple (C13 ; C23 ou C234 ; C12 - E2) pouvant être engagés ou activés sélectivement pour établir, d'une part, au moins un rapport de vitesses pour un entraînement du véhicule sous l'action de la machine électrique (ME) fonctionnant comme un moteur, d'autre part, deux rapports pour un entraînement du véhicule sous l'action du moteur thermique en mode de variation continue de vitesse et, enfin, au moins trois rapports de vitesses pour un entraînement du véhicule sous l'action du moteur thermique, transmission automatique caractérisée en ce qu'elle comprend, en outre, un unique train planétaire double du type Ravigneaux (TPR), comportant en tant qu'éléments fonctionnels constitutifs : des première et seconde roues solaires (Si et S2), des première et seconde couronnes dentées (R1 et R2) et des premier et second jeux de pignons satellites (PS1 et PS2) montés sur un porte-satellite commun (SC), ces éléments étant arrangés en deux étages de trains planétaires (ET1 et ET2) reliés entre eux par un ou plusieurs pignon(s) long(s) (PL) engrenant avec chacun desdits étages (ET1 et ET2), le premier étage (ET1) pouvant être relié sélectivement à l'arbre d'entrée (AE) par l'intermédiaire des premier et deuxième organes de transmission de couple (C13 et C23 ou C234) et le second étage (ET2) étant, d'une part, relié en permanence au rotor (RO) de la machine électrique (ME) et, d'autre part, relié sélectivement à l'élément stationnaire (ES) par le troisième organe de transmission de couple (C12-E2).
  2. 2. Transmission automatique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'à chaque pignon long (PL) sont associés, d'une part, un pignon satellite (PS1) au niveau du premier étage (ET1), lequel engrène 3021592 - 14 - avec ledit pignon long (PL) et avec la couronne (R1) ou la roue solaire (S1) dudit étage (ET1) et, d'autre part, un pignon satellite (PS2) au niveau du second étage (ET2), lequel engrène avec ledit pignon long (PL) et avec la couronne (R2) ou la roue solaire (S2) dudit étage (ET2), le porte-satellite 5 (SC) portant ledit pignon long (PL) et portant les deux pignons satellites (PS1 et PS2) avec faculté de libre rotation.
  3. 3. Transmission automatique selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les premier et deuxième organes de transmission de couple (C13 et C23 ou C234) relient, de 10 manière sélective, l'arbre d'entrée (AE) respectivement à la roue solaire (Si) et à la couronne (R1) et du premier étage (ET1) du train planétaire double de type Ravigneaux (TPR), la roue, la couronne ou le pignon de sortie (RCPS) étant connecté(e) directement au porte-satellite (SC).
  4. 4. Transmission automatique selon l'une quelconque des 15 revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le rotor (RO) de la machine électrique (ME) est connecté directement ou relié par l'intermédiaire d'un arrangement d'engrenages à la couronne (R2) du second étage (ET2) du train planétaire double de type Ravigneaux (TPR), ledit arrangement d'engrenages pouvant être du type planétaire ou parallèle. 20
  5. 5. Transmission automatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte un quatrième organe de transmission sélective de couple (C4-E1) apte à relier la roue solaire (S1) du premier étage (ET1) à l'élément stationnaire (ES), permettant ainsi l'établissement d'au moins un rapport de vitesses 25 supplémentaire pour un entraînement du véhicule sous l'action de la machine électrique (ME) fonctionnant comme moteur, d'une part, et d'au moins un rapport de vitesses supplémentaire pour un entraînement du véhicule sous l'action du moteur thermique, d'autre part.
  6. 6. Transmission automatique selon l'une quelconque des 30 revendications 1 à 5, caractérisée en ce que dans les deux rapports de vitesses pour un entraînement du véhicule sous l'action du moteur thermique en mode de variation continue, la machine électrique (ME) fonctionne en mode génératrice et recharge la batterie du véhicule.
  7. 7. Transmission automatique selon l'une quelconque des 35 revendications 1 à 6, caractérisée en ce que pour établir chacun des rapports de vitesses pour l'entraînement par le moteur électrique (ME) et chacun des rapports pour l'entraînement par le moteur thermique en mode continûment 3021592 - 15 - variable, un seul des organes de transmission sélective de couple (C13 ; C23 ou C234 ; C12-E2 ; C4-E1) est activé ou engagé, et en ce que, pour l'établissement de chacun des rapports de vitesses pour l'entraînement par le moteur thermique, deux des organes de transmission sélective de couple 5 (C13 ; C23 ou C234 ; C12-E2 ; C4-E1) sont activés ou engagés.
  8. 8. Transmission automatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les rapports de vitesses pour un entraînement du véhicule sous l'action du moteur thermique consistent exclusivement en des rapports de vitesses en marche avant, le passage d'une 10 vitesse donnée à une vitesse immédiatement supérieure ou immédiatement inférieure étant avantageusement effectué, d'une part, par désengagement ou désactivation d'un unique organe de la paire d'organes réalisant la vitesse courante et, d'autre part, par engagement ou activation d'un unique organe faisant partie de la paire d'organes destiné à réaliser la nouvelle vitesse. 15
  9. 9. Transmission automatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 ou l'une quelconque des revendications 6 à 8 pour autant qu'elles dépendent de la revendication 1, caractérisée en ce que les organes ou paires d'organes de transmission sélective de couple suivant(e)s sont respectivement engagé(e)s ou activé(e)s pour établir un rapport de 20 transmission à vitesse fixe ou continûment variable : - le troisième organe (C12-E2) pour la vitesse en entraînement par le moteur électrique (ME), - le premier organe (C13) pour le premier rapport en variation continue, 25 - le second organe (C23 ou C234) pour le second rapport en variation continue, - les premier et troisième organes (C13 et C12-E2) pour la première vitesse en entraînement par le moteur thermique, - les deuxième et troisième organes (C23 ou C234 et C12-E2) 30 pour la deuxième vitesse en entraînement par le moteur thermique, - les premier et deuxième organes (C13 et C23 ou C234) pour la troisième vitesse en entraînement par le moteur thermique.
  10. 10. Transmission automatique selon la revendication 5 ou l'une quelconque des revendications des revendications 6 à 8 pour autant qu'elles 35 dépendent de la revendication 5, caractérisée en ce que les organes ou paires d'organes de transmission sélective de couple suivant(e)s sont 3021592 - 16 - respectivement engagé(e)s ou activé(e)s pour établir un rapport de transmission à vitesse fixe ou continûment variable : - le quatrième organe (C4-E1) pour la première vitesse en entraînement par le moteur électrique (ME), 5 - le troisième organe (C12-E2) pour la seconde vitesse en entraînement par le moteur électrique (ME), - le premier organe (C13) pur le premier rapport en variation continue, - le second organe (C23 ou C234) pour le second rapport en 10 variation continue, - les premier et troisième organes (C13 et C12-E2) pour la première vitesse en entraînement par le moteur thermique, - les deuxième et troisième organes (C23 ou C234 et C12-E2) pour la deuxième vitesse en entraînement par le moteur thermique, 15 - les premier et deuxième organe (C13 et C23 ou C234) pour la troisième vitesse en entraînement par le moteur thermique, - le deuxième et le quatrième organes (C23 ou C234 et C4-E1) pour la quatrième vitesse en entraînement par le moteur thermique.
  11. 11. Procédé de commande d'une transmission automatique 20 selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 équipant un véhicule hybride pourvu d'une batterie rechargeable, caractérisé en ce qu'il consiste, au moment du démarrage, à vérifier le niveau de charge de la batterie et à le comparer à une valeur seuil basse, puis soit à démarrer le véhicule par l'intermédiaire du moteur électrique (ME) si le niveau de charge est 25 supérieur ou égal à la valeur seuil, en engageant le ou l'un des rapports de vitesses correspondant, soit à démarrer le véhicule par l'intermédiaire du moteur thermique si le niveau de charge est inférieur à la valeur seuil, en engageant l'un des rapports de transmission à rapport de vitesses continûment variable.
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