FR3077536A1 - Dispositif de transmission a deux vitesses pour vehicule electrique - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de transmission à deux vitesses (T) pour véhicule électrique équipé d'une machine électrique (M) capable de fonctionner en alternance selon un mode moteur ou selon un mode générateur, la transmission comprenant : - un arbre primaire (1) apte à être relié à la machine électrique (M), - un arbre secondaire (2) apte à être relié aux roues (R1, R2) du véhicule, - un premier engrenage (10) correspondant à la première vitesse et comprenant un premier pignon menant (11) disposé sur l'arbre primaire (2) et un premier pignon mené (12) disposé sur l'arbre secondaire (2) et engrenant en permanence avec le premier pignon menant (11), - un deuxième engrenage (20) correspondant à la deuxième vitesse et comprenant un deuxième pignon menant (21) disposé sur l'arbre primaire (1) et un deuxième pignon mené (22) disposé sur l'arbre secondaire (2) et engrenant en permanence avec le deuxième pignon menant (21), - un premier dispositif de couplage (C1) associé au premier engrenage (4), - un deuxième dispositif de couplage (C2) associé au deuxième engrenage (5), le premier dispositif de couplage (C1) et le deuxième dispositif de couplage (C2) sont situés à une extrémité différente de l'arbre secondaire (2) et/ou de l'arbre primaire (1).

Description

Dispositif de transmission à deux vitesses pour véhicule électrique
La présente invention se rapporte au domaine des transmissions à deux vitesses destinées à être utilisées sur des véhicules automobiles électriques. On entend par véhicule automobile électrique au sens de l’invention tous les véhicules qui utilisent une machine électrique comme moteur principal, la machine électrique étant la seule machine motrice (véhicules purement électriques) ou associée à un moteur à combustion interne (véhicules hybrides).
Les transmissions à plus d'une vitesse, en particulier les transmissions à deux vitesses, à utiliser sur les véhicules électriques sont connues et ont l'avantage, par rapport aux transmissions à une vitesse, de permettre à la machine électrique de fonctionner à un nombre de tours par minute optimal, c’est à dire au nombre de tours par minute correspondant au rendement maximal de la machine. Cet avantage s'applique à la fois au mode de fonctionnement moteur, dans lequel la machine électrique fonctionne comme moteur pour générer la puissance nécessaire au déplacement du véhicule, et au mode de fonctionnement générateur, dans lequel la machine électrique fonctionne comme générateur pour convertir l'énergie cinétique du véhicule en énergie électrique.
Afin d'éviter une interruption de la transmission du couple lors du passage de la première vitesse à la deuxième vitesse dans une transmission à deux vitesses, il est connu dans l’art antérieur l'utilisation d’au moins un embrayage associé à au moins un pignon mené d’un premier engrenage (première vitesse) ou d’un deuxième engrenage (deuxième vitesse). Plus précisément, les transmissions à deux vitesses connues de l’art antérieur comprennent un arbre primaire, un arbre secondaire, un engrenage de première vitesse comprenant un premier pignon menant porté par l'arbre primaire et un premier pignon mené porté par l'arbre secondaire et engrenant en permanence avec le premier pignon menant, un engrenage de deuxième vitesse comprenant un deuxième pignon menant porté par l'arbre primaire et un deuxième pignon mené porté par l'arbre secondaire et engrenant en permanence avec le deuxième pignon menant. L’embrayage permettant de sélectionner la première vitesse ou la deuxième vitesse est généralement disposé sur l’arbre primaire afin de coupler ou désaccoupler le premier pignon menant ou le deuxième pignon menant. En complément de cet embrayage, un système de roue libre est associé et est disposé sur l’arbre secondaire entre le premier pignon mené et le deuxième pignon mené. Cette architecture n’est pas optimale dans le cas où le véhicule fonctionne en marche arrière car l’engrenage associé à la roue libre ne pourra pas transmettre le couple. De la même manière, lorsque le moteur fonctionne en générateur, seulement un chemin de couple passant par le premier engrenage ou le second engrenage est possible, ce qui limite les capacités de rechargement du véhicule.
L’invention vise à remédier aux problèmes précités en bénéficiant d’un dispositif de transmission à deux vitesses pour véhicule électrique permettant d’utiliser pleinement les deux vitesses, aussi bien en marche avant qu’en marche arrière mais aussi en fonctionnement moteur et en fonctionnement générateur.
L’invention y parvient, selon l’un de ses aspects, grâce à un dispositif de transmission à deux vitesses pour véhicule électrique équipé d’une machine électrique capable de fonctionner en alternance selon un mode moteur ou selon un mode générateur, la transmission comprenant :
- un arbre primaire apte à être relié à la machine électrique,
- un arbre secondaire apte à être relié aux roues du véhicule,
- un premier engrenage correspondant à la première vitesse et comprenant un premier pignon menant disposé sur l’arbre primaire et un premier pignon mené disposé sur l’arbre secondaire et engrenant en permanence avec le premier pignon menant,
- un deuxième engrenage correspondant à la deuxième vitesse et comprenant un deuxième pignon menant disposé sur l’arbre primaire et un deuxième pignon mené disposé sur l’arbre secondaire et engrenant en permanence avec le deuxième pignon menant,
- un premier dispositif de couplage associé au premier engrenage,
- un deuxième dispositif de couplage associé au deuxième engrenage, le premier dispositif de couplage et le deuxième dispositif de couplage sont situés à une extrémité différente de l’arbre secondaire et/ou de l’arbre primaire.
Cette architecture de dispositif de transmission à deux vitesses pour véhicule électrique permet également d’avoir plus facilement accès aux dispositifs de couplage et leurs actionneurs en cas de maintenance.
Au sens de l’invention, pignons menés et pignons menants se comprennent dans le sens de transmission de la machine électrique vers les roues du véhicules, c'est-à-dire lorsque la machine électrique est en fonctionnement moteur.
Selon un aspect de l’invention, le premier dispositif de couplage et le deuxième dispositif de couplage sont des embrayages à friction.
De manière avantageuse, le premier dispositif de couplage et le deuxième dispositif de couplage sont des embrayages multidisque humides. On entend par « humide » le fait que les disques d’embrayages sont immergés dans l'huile du dispositif de transmission qui lubrifie et refroidit tous les organes mécaniques internes.
En variante, le premier dispositif de couplage et le deuxième dispositif de couplage sont des embrayages mono-disque sec.
Selon un aspect additionnel de l’invention, le premier dispositif de couplage et le deuxième dispositif de couplage sont pilotés afin de gérer finement le couple transmis par chacun d’eux. Le pilotage des dispositifs de couplage peut se faire par exemple en fonction de paramètres tels que la température interne du dispositif de transmission, la vitesse de rotation et/ou le couple de l’arbre de sortie de la machine électrique.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le dispositif comprend un arbre tertiaire relié à l’arbre secondaire par l’intermédiaire d’un troisième engrenage comprenant un troisième pignon menant disposé sur l’arbre secondaire et un troisième pignon mené disposé sur l’arbre tertiaire et engrenant en permanence avec le troisième pignon menant.
Selon une particularité de l’invention, le troisième pignon menant est disposé axialement entre le premier pignon mené et le deuxième pignon mené.
Selon une caractéristique de l’invention, le premier dispositif de couplage ou le deuxième dispositif de couplage est de type normalement fermé. Selon cette caractéristique, l’arbre primaire ou l’arbre secondaire comprend un dispositif de verrouillage en position de stationnement. De manière préférentielle, le dispositif de verrouillage en position de stationnement est lié à l’arbre primaire de manière à permettre un dimensionnement dispositif de verrouillage plus compact car le couple sur l’arbre primaire est plus faible que sur l’arbre secondaire.
Dans une variante de réalisation de l’invention, le premier dispositif de couplage et le deuxième dispositif de couplage sont de type normalement fermé.
Selon une autre variante de réalisation, le premier dispositif de couplage et le deuxième dispositif de couplage sont de type normalement ouvert. Selon cette variante, l’arbre secondaire comprend un dispositif de verrouillage en position de stationnement.
Selon une autre caractéristique supplémentaire de l’invention, un crabot ou un synchroniseur est lié au premier pignon menant ou au deuxième pignon menant.
Selon une caractéristique additionnelle de l’invention, un palier de support est situé à chaque extrémité de l’arbre primaire et de l’arbre secondaire.
Selon un aspect de l’invention, le premier dispositif de couplage et le deuxième dispositif de couplage sont situés entre le palier de support et le premier engrenage ou le deuxième engrenage.
Selon un aspect additionnel de l’invention, un différentiel est relié à l’arbre secondaire ou à l’arbre tertiaire par l’intermédiaire d’un engrenage de différentiel, ledit différentiel étant apte à être relié aux roues du véhicule.
L’invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisations particuliers de l’invention, donnés uniquement à titres illustratifs et non limitatifs, en références aux figures annexées.
- la figure 1 est une vue schématique d’un dispositif de transmission à deux vitesses selon un premier mode de réalisation de l’invention,
- la figure 2 est une vue schématique d’un dispositif de transmission à deux vitesses selon un deuxième mode de réalisation de l’invention,
- la figure 3 est une vue schématique d’un dispositif de transmission à deux vitesses selon un troisième mode de réalisation de l’invention,
- la figure 4 est une vue schématique d’un dispositif de transmission à deux vitesses selon un quatrième mode de réalisation de l’invention.
Sur toutes les figures, les éléments ayant des fonctions identiques portent les mêmes numéros de référence.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées pour fournir d'autres réalisations.
En relation avec les figures 1 à 4, on observe les éléments essentiels d’une chaîne cinématique de véhicule propulsé par une machine électrique M reliée aux roues R1, R2 du véhicule par l’intermédiaire d’un dispositif de transmission T à deux vitesses. Le dispositif de transmission T à deux vitesses fait office de réducteur entre la machine électrique M et les roues R1, R2 du véhicule, c'est-à-dire qu’il a pour but de modifier le rapport de vitesses et/ou de couple entre l’arbre de sortie de la machine électrique M et les roues R1, R2 du véhicule.
La machine électrique M utilisée peut être par exemple être une machine électrique synchrone à aimants permanents fonctionnant à basse tension, c'est-à-dire 48 Volts.
Le dispositif de transmission T à deux vitesses de la figure 1 comprend un arbre primaire 1 qui est accouplé à l’arbre de sortie de la machine électrique M. Cet accouplement est homocinétique et peut être tout type d’accouplement mécanique entre deux arbres, comme par exemple un accouplement avec cannelures.
En variante non représentée, l’arbre primaire 1 peut être le même arbre que l’arbre de sortie de la machine électrique M.
Le dispositif de transmission T comprend également un arbre secondaire 2 et un arbre tertiaire 3. L’arbre tertiaire 3 est apte à être relié à un différentiel D lui-même relié aux roues R1, R2 du véhicule. Le différentiel D a pour fonction de faire tourner les roues R1, R2 du véhicule à des vitesses différentes.
Un premier engrenage 10 correspondant à la première vitesse comprend un premier pignon menant 11 disposé sur l’arbre primaire 1 et un premier pignon mené 12 disposé sur l’arbre secondaire 2. Le premier pignon menant 11 et le premier pignon mené 12 engrènent en permanence.
Un deuxième engrenage 20 correspondant à la deuxième vitesse comprend un deuxième pignon menant 21 disposé sur l’arbre primaire 1 et un deuxième pignon mené 22 disposé sur l’arbre secondaire 2. Le deuxième pignon menant 21 et le deuxième pignon mené 22 engrènent en permanence.
Le premier pignon menant 11 et le deuxième pignon menant 21 sont montés fixes sur l’arbre primaire 1. Le premier pignon mené 12 et le deuxième pignon mené 22 sont montés fous sur l’arbre secondaire 2 par l’intermédiaire de roulements à aiguilles, c'est-à-dire qu’ils peuvent tourner par rapport à l’arbre secondaire 2.
Un troisième engrenage 30 comprend un troisième pignon menant 31 disposé sur l’arbre secondaire 2 et un troisième pignon mené 32 disposé sur l’arbre tertiaire 3. Le troisième pignon menant 31 est monté fixe sur l’arbre secondaire 2 et le troisième pignon mené 32 est monté fixe sur l’arbre tertiaire 3. Le troisième pignon menant 31 est disposé axialement entre le premier pignon mené 12 et le deuxième pignon mené 22. Le troisième pignon menant 31 et le troisième pignon mené 32 engrènent en permanence.
Un quatrième engrenage correspondant à un engrenage 40 de différentiel D comprend un dernier pignon menant 41 disposé sur l’arbre tertiaire 3 et un dernier pignon mené 42 correspondant à l’entrée du différentiel D. Le dernier pignon menant 41 est monté fixe sur l’arbre tertiaire
3. Le dernier pignon menant 41 et le dernier pignon mené 42 engrènent en permanence.
Les quatre engrenages 10, 20, 30, 40 sont orientés de manière parallèle. De la même manière, les trois arbres 1, 2, 3 sont orientés de manière parallèle. Les différents pignons 11, 12, 21, 22, 31, 32, 41, 42 ont des dentures droites. En variante, ces pignons peuvent avoir des dentures obliques, hélicoïdales ou à chevrons.
Deux chemins de couple sont donc possibles entre l’arbre de sortie de la machine électrique M et les roues R1, R2 du véhicule. Un premier chemin de couple passant par le premier engrenage 10 puis le troisième engrenage 30 et enfin l’engrenage 40 de différentiel D. Un deuxième chemin de couple passant par le deuxième engrenage 20 puis le troisième engrenage 30 et enfin l’engrenage 40 de différentiel D.
Afin de sélectionner le chemin de couple approprié en fonction des conditions de la route (montée, descente, conduite sur autoroute, conduite urbaine...), deux dispositifs de couplage C1, C2 sont disposés dans le dispositif de transmission T afin de sélectionner le chemin de couple approprié passant soit par le premier engrenage 10, soit par le deuxième engrenage 20.
Un premier dispositif de couplage C1 est associé au premier engrenage 10, c’est à dire la première vitesse. Dans le cas de la figure 1, le premier dispositif de couplage C1 est lié au premier pignon mené 12. Le dispositif de couplage C1 est associé à la petite vitesse, c'est-à-dire la vitesse permettant de faire démarrer le véhicule ou d’affronter les reliefs de la route comme par exemple les montées. Le rapport de réduction entre le premier pignon menant 11 et le premier pignon mené 12 peut par exemple être compris entre 2 et 3.
Un deuxième dispositif de couplage C2 associé au deuxième engrenage 20, c'est-à-dire la deuxième vitesse. Dans le cas de la figure 1, le deuxième dispositif de couplage C2 est lié au deuxième pignon mené 22. Le dispositif de couplage C2 est associé à la grande vitesse, c'est-à-dire la vitesse permettant de faire rouler le véhicule à une vitesse élevée dans une plage optimale de fonctionnement de la machine électrique M. Le rapport de réduction entre le deuxième pignon menant 21 et le deuxième pignon mené 22 peut par exemple être compris entre 0,8 et 1,2.
A titre d’exemple, le véhicule pourra fonctionner en petite vitesse sur une plage de vitesse allant de 0 à 50 km/h et en grande vitesse pour des vitesses supérieures à 90 km/h. Sur la plage de vitesse comprise entre 50 et 90 km/h, un calculateur du véhicule pourra sélectionner l’un ou l’autre des dispositifs de couplage C1, C2 afin de faire fonctionner la machine électrique M du véhicule à son point de fonctionnement ayant le meilleur rendement possible.
Le premier dispositif de couplage C1 et le deuxième dispositif de couplage C2 sont situés à une extrémité différente de l’arbre secondaire 2. Ce positionnement permet de faciliter l’accès aux dispositifs de couplage C1, C2 lors de la fabrication du dispositif de transmission T mais aussi lors des opérations de maintenance.
Lorsque le véhicule est en marche, le passage de la première vitesse associée au premier engrenage 10 à la deuxième vitesse associée au deuxième engrenage 20 se fait sans rupture de couple. Pour ce faire, le premier dispositif de couplage C1 et le deuxième dispositif de couplage C2 sont des embrayages à friction. Plus précisément le premier dispositif de couplage C1 et le deuxième dispositif de couplage C2 sont des embrayages multidisque humides. Ces types d’embrayages permettent de faire passer un couple important dans un encombrement réduit tout en bénéficiant d’une lubrification et d’un refroidissement des différents disques d’embrayages.
Lorsque le véhicule n’est pas en fonctionnement, l’un des dispositifs de couplage C1, C2 est en position normalement fermé et l’autre est en position normalement ouvert.
Dans ce cas de figure un dispositif de verrouillage 5 en position de stationnement est positionné sur l’arbre primaire 1 ou l’arbre secondaire 2.
Sur la figure 1, le dispositif de couplage C1 est en position normalement fermé et le dispositif de couplage C2 est en position normalement ouvert. L’inverse est également possible, c'est-à-dire que le dispositif de couplage C1 peut être en position normalement ouvert et le dispositif de couplage C2 peut être en position normalement fermé. Ainsi, sur l’arbre primaire 1 est positionné le dispositif de verrouillage 5. Ce dispositif de verrouillage 5 a pour but de verrouiller le dispositif de transmission T lorsque le véhicule est à l’arrêt afin que celui-ci soit immobilisé par exemple lorsqu’il est garé.
En variante, il se peut que le premier dispositif de couplage C1 et le deuxième dispositif de couplage C2 soient en position normalement fermés. Ainsi, dès que le véhicule démarre, l’un des deux dispositifs de couplage C1, C2 s’ouvre afin de ne transmettre le couple de la machine électrique M vers les roues R1, R2 du véhicule (ou inversement) que par un seul chemin de couple. Dans ce cas, il n’est pas nécessaire d’avoir de dispositif de verrouillage 5 en position de stationnement.
Le premier dispositif de couplage C1 et le deuxième dispositif de couplage C2 sont chacun pilotés par un actionneur (non représentés) permettant de contrôler les embrayages. L’actionneur peut être de type électro-hydraulique ou électro-hydrostatique et est relié au dispositif de couplage C1, C2 par un circuit hydraulique. Les actionneurs sont reliés entre eux et commandés par une unité de contrôle (non représentée) permettant de gérer le positionnement ouvert ou fermé de chacun des dispositif de couplage C1, C2.
Le premier dispositif de couplage C1 et le deuxième dispositif de couplage C2 sont composés des mêmes éléments c'est-à-dire un porte disque d’entrée solidaire en rotation respectivement du premier pignon mené 12 et du deuxième pignon mené 21, un porte disque de sortie solidaire en rotation de l’arbre secondaire 2, un ensemble multidisque comprenant au moins un disque de friction solidaire en rotation de l’un des porte disque d’entrée et de sortie, au moins deux plateaux respectivement disposés de part et d’autre du disque de friction, solidaires en rotation de l’autre des porte disque d’entrée et de sortie. Le disque de friction possède sur chacun de ses cotés des garnitures de friction. Les garnitures sont fixées sur les disques de friction par collage, rivetage ou surmoulage. En variante, les garnitures peuvent être fixées sur les plateaux.
Le premier dispositif de couplage C1 et le deuxième dispositif de couplage C2 décrivent une position débrayée correspondant à la position ouverte et une position embrayée correspondant à la position fermée dans laquelle lesdits plateaux pincent le disque de friction de manière à transmettre un couple entre le porte disque d’entrée et le porte disque de sortie.
Chaque porte disque d’entrée ou de sortie peut synchroniser en rotation l’ensemble des plateaux ou l’ensemble des disques de friction. Les plateaux et les disques peuvent coopérer avec les portes disques d’entrée et de sortie selon une de leur périphérie radiale par complémentarité de forme, les plateaux et les disques de friction peuvent par exemple être cannelés. Les plateaux peuvent être solidaires en rotation du porte disque d’entrée et les disques de friction peuvent être solidaires du porte disque de sortie. En variante, les plateaux peuvent être solidaires en rotation du porte disque de sortie et les disques de friction peuvent être solidaires en rotation du porte disque d’entrée. Les plateaux et les disques de friction sont situés radialement entre le porte disque d’entrée et le porte disque de sortie.
Les éléments du dispositif de transmission T, c’est à dire l’arbre primaire 1, l’arbre secondaire 2, l’arbre tertiaire 3, le premier engrenage 10, le deuxième engrenage 20, le troisième engrenage 30, l’engrenage 40 de différentiel D, le premier dispositif de couplage C1, le deuxième dispositif de couplage C2, le dispositif de verrouillage 5 et le différentiel D sont disposés dans un boîtier (non représenté).
La machine électrique M et est assemblée sur le boîtier du dispositif de transmission T par tout moyen de fixation, par exemple des vis, de manière à ce que l’arbre de sortie de la machine électrique M soit coaxial avec l’arbre primaire 1. Les actionneurs des dispositifs de couplage C1, C2 peuvent également être fixés au boîtier du dispositif de transmission T.
L’arbre primaire 1, l’arbre secondaire 2 et l’arbre tertiaire 3 sont chacun supportés par un palier situé à chacune de leurs extrémités. L’arbre primaire 1 est supporté par les paliers 1a et 1b, l’arbre secondaire 2 est supporté par les paliers 2a et 2b, l’arbre tertiaire 3 est supporté par les paliers 3a et 3b. Chacun de ces paliers se présente sous la forme de roulement à billes ayant une bague interne en contact avec l’arbre 1, 2, 3 et une bague externe logée dans le boîtier du dispositif de transmission T.
De cette manière, le premier dispositif de couplage C1 qui se trouve sur l’arbre secondaire 2 est situé entre le palier de support 2a et le premier engrenage 10 et plus précisément le premier pignon mené 12. Le deuxième dispositif de couplage C2 qui se trouve sur l’arbre secondaire 2 est situé entre le palier de support 2b et le deuxième engrenage 20 et plus précisément le deuxième pignon mené 22.
Le dispositif de verrouillage 5 est situé entre le deuxième pignon menant 21 et le palier de support 1 b.
Dans ce premier mode de réalisation, le rapport de réduction entre la machine électrique M et les roues R1, R2 du véhicule est de 19:1 pour la première vitesse et de 8:1 pour la deuxième vitesse.
Le dispositif de transmission T représenté à la figure 2 est quasiment identique au dispositif de transmission T représenté à la figure 1 à la différence du positionnement du deuxième dispositif de couplage C2. En effet, sur la figure 2, le deuxième dispositif de couplage C2 est lié au deuxième pignon menant 21. De ce fait, le deuxième dispositif de couplage C2 est situé à une extrémité de l’arbre primaire 1 tandis que le premier dispositif de couplage C1 est toujours situé à une extrémité de l’arbre secondaire 2. Cela signifie que le deuxième pignon menant 21 est monté fou sur l’arbre primaire 1 et que le deuxième pignon mené 22 est monté fixe sur l’arbre secondaire 2.
Comme visible sur la figure 2, le premier dispositif de couplage C1 et le deuxième dispositif de couplage C2 sont situés à une extrémité différente de l’arbre secondaire 2 et de l’arbre primaire 1. Ce positionnement permet de faciliter l’accès aux dispositifs de couplage C1, C2 lors de la fabrication du dispositif de transmission T mais aussi lors des opérations de maintenance.
Sur la figure 2, le dispositif de couplage C1 est en position normalement fermé et le dispositif de couplage C2 est en position normalement ouvert. L’inverse est également possible, c'est-à-dire que le dispositif de couplage C1 peut être en position normalement ouvert et le dispositif de couplage C2 peut être en position normalement fermé.
Le dispositif de verrouillage 5 en position de stationnement est positionné sur l’arbre secondaire 2.
Le fonctionnement du dispositif de transmission T et des dispositifs de couplage C1, C2 de la figure 2 est identique à celui de la figure 1.
En variante non représentée, il est tout à fait possible que le premier dispositif de couplage C1 soit lié au premier pignon menant 11 et que le deuxième dispositif de couplage C2 soit lié au deuxième pignon mené 22, le premier dispositif de couplage C1 et le deuxième dispositif de couplage C2 étant toujours situés à une extrémité différente de l’arbre secondaire 2 et de l’arbre primaire 1.
Dans ce deuxième mode de réalisation, le rapport de réduction entre la machine électrique M et les roues R1, R2 du véhicule est également de 19:1 pour la première vitesse et de 8:1 pour la deuxième vitesse.
Le dispositif de transmission T représenté à la figure 3 est quasiment identique au dispositif de transmission T représenté à la figure 1 à la différence que le dispositif de transmission T ne comprend pas d’arbre tertiaire, ce qui permet de supprimer le troisième engrenage et donc de réduire l’encombrement du boîtier du dispositif de transmission T. Ainsi, l’arbre secondaire 2 est directement relié au différentiel D par l’intermédiaire de l’engrenage 40 de différentiel D, le dernier pignon menant 41 est disposé sur l’arbre secondaire 2 de manière fixe. Le dernier pignon menant 41 est disposé axialement entre le premier pignon mené 12 et le deuxième pignon mené 22.
Dans ce troisième mode de réalisation, le premier dispositif de couplage C1 et le deuxième dispositif de couplage C2 sont également situés à une extrémité différente de l’arbre secondaire 2.
Dans ce troisième mode de réalisation, le rapport de réduction entre la machine électrique M et les roues R1, R2 du véhicule est de 12:1 pour la première vitesse et de 7:1 pour la deuxième vitesse.
En figure 4 est représenté un dispositif de transmission T selon un quatrième mode de réalisation. Dans ce mode de réalisation, le premier dispositif de couplage C1 est lié au premier pignon menant 11 et le deuxième dispositif de couplage C2 est lié au deuxième pignon menant 21. Cela signifie que le premier pignon menant 11 et le deuxième pignon menant 21 sont montés fous sur l’arbre primaire 1 et que le premier pignon mené 12 et le deuxième pignon mené 22 sont montés fixes sur l’arbre secondaire 2.
Comme visible sur la figure 4, le premier dispositif de couplage C1 et le deuxième dispositif de couplage C2 sont également situés à une extrémité différente de l’arbre primaire 1. Ce positionnement permet de faciliter l’accès aux dispositifs de couplage C1, C2 lors de la fabrication du dispositif de transmission T mais aussi lors des opérations de maintenance.
Dans ce quatrième mode de réalisation et lorsque le véhicule n’est pas en fonctionnement, le premier dispositif de couplage C1 et le deuxième dispositif de couplage C2 sont en position normalement ouverts. Dès que le véhicule démarre, l’un des deux dispositifs de couplage C1, C2 se ferme afin de ne transmettre le couple de la machine électrique M vers les roues R1, R2 du véhicule (ou inversement) que par un seul chemin de couple.
Une des particularités du dispositif de transmission T de la figure 4 est la présence d’un crabot 6 ou d’un synchroniseur 6’ sur l’arbre primaire 1. Le crabot 6 ou le synchroniseur 6’ est positionné entre le premier pignon menant 11 et le deuxième pignon menant 21 et permet de verrouiller soit le premier pignon menant 11 soit le deuxième pignon menant 21. Le verrouillage intervient lorsque la vitesse de rotation du premier pignon menant 11 ou du deuxième pignon menant 21 est égale ou proche de la vitesse de rotation de l’arbre primaire 1. Cette configuration permet de libérer le dispositif de couplage C1, C2, associé au crabot 6 ou au synchroniseur 6’ c'est-à-dire en positionnant en position ouverte le dispositif de couplage C1, 5 C2. Cette architecture évite de maintenir en pression le circuit hydraulique entre l’actionneur et le dispositif de couplage C1, C2, des économies d’énergies sont donc réalisées.
Le dispositif de verrouillage 5 en position de stationnement est positionné sur l’arbre secondaire 2.
îo De manière alternative, le dispositif de transmission T de la figure 4 peut comprendre deux crabots 6 ou deux synchroniseurs 6’ sur l’arbre primaire 1. Grâce à cette conception, le premier pignon menant 11 et le deuxième pignon menant 21 sont chacun associés à un crabot 6 ou un synchroniseur 6’. Cette disposition permet de s’affranchir du dispositif de verrouillage 5 en position de stationnement.
Dans ce quatrième mode de réalisation, le rapport de réduction entre la machine électrique M et les roues R1, R2 du véhicule est également de 12:1 pour la première vitesse et de 7:1 pour la deuxième vitesse.

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif de transmission (T) à deux vitesses pour véhicule électrique équipé d’une machine électrique (M) capable de fonctionner en alternance selon un mode moteur ou selon un mode générateur, la transmission comprenant :
    - un arbre primaire (1) apte à être relié à la machine électrique (M),
    - un arbre secondaire (2) apte à être relié aux roues (R1, R2) du véhicule,
    - un premier engrenage (10) correspondant à la première vitesse et comprenant un premier pignon menant (11) disposé sur l’arbre primaire (2) et un premier pignon mené (12) disposé sur l’arbre secondaire (2) et engrenant en permanence avec le premier pignon menant (11 ),
    - un deuxième engrenage (20) correspondant à la deuxième vitesse et comprenant un deuxième pignon menant (21) disposé sur l’arbre primaire (1) et un deuxième pignon mené (22) disposé sur l’arbre secondaire (2) et engrenant en permanence avec le deuxième pignon menant (21),
    - un premier dispositif de couplage (C1) associé au premier engrenage (4),
    - un deuxième dispositif de couplage (C2) associé au deuxième engrenage (5), caractérisé en ce que le premier dispositif de couplage (C1) et le deuxième dispositif de couplage (C2) sont situés à une extrémité différente de l’arbre secondaire (2) et/ou de l’arbre primaire (1).
  2. 2. Dispositif de transmission (T) selon la revendication 1 caractérisé en ce que le premier dispositif de couplage (C1) et le deuxième dispositif de couplage (C2) sont des embrayages à friction.
  3. 3. Dispositif de transmission (T) selon la revendication 2 caractérisé en ce que le premier dispositif de couplage (C1) et le deuxième dispositif de couplage (C2) sont des embrayages multidisque humides.
  4. 4. Dispositif de transmission (T) selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que le premier dispositif de couplage (C1) et le deuxième dispositif de couplage (C2) sont pilotés.
  5. 5. Dispositif de transmission (T) selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que le dispositif comprend un arbre tertiaire (3) relié à l’arbre secondaire (2) par l’intermédiaire d’un troisième engrenage (30) comprenant un troisième pignon menant (31) disposé sur l’arbre secondaire (2) et un troisième pignon mené (32) disposé sur l’arbre tertiaire (3) et engrenant en permanence avec le troisième pignon menant (31).
  6. 6. Dispositif de transmission (T) selon la revendication 5 caractérisé en ce que le troisième pignon menant (31) est disposé axialement entre le premier pignon mené (12) et le deuxième pignon mené (22).
  7. 7. Dispositif de transmission (T) selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que le premier dispositif de couplage (C1) ou le deuxième dispositif de couplage (C2) est de type normalement fermé.
  8. 8. Dispositif de transmission (T) selon la revendication 7 caractérisé en ce que l’arbre primaire (1) ou l’arbre secondaire (2) comprend un dispositif de verrouillage (5) en position de stationnement.
  9. 9. Dispositif de transmission (T) selon l’une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le premier dispositif de couplage (C1) et le deuxième dispositif de couplage (C2) sont de type normalement fermé.
  10. 10. Dispositif de transmission (T) selon l’une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le premier dispositif de couplage (C1 ) et le deuxième dispositif de couplage (C2) sont de type normalement ouvert.
  11. 11. Dispositif de transmission (T) selon la revendication 10 caractérisé en ce que l’arbre secondaire (2) comprend un dispositif de verrouillage (5) en position de stationnement.
  12. 12. Dispositif de transmission (T) selon l’une des revendications 10 et 11 caractérisé en ce qu’un crabot (6) ou un synchroniseur (6’) est lié au premier pignon menant (11) ou au deuxième pignon menant (21).
  13. 13. Dispositif de transmission (T) selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce qu’un palier de support (1a, 1b, 2a, 2b) est situé à chaque extrémité de l’arbre primaire (1) et de l’arbre secondaire (2).
  14. 14. Dispositif de transmission (T) selon la revendication 13 caractérisé en ce que le premier dispositif de couplage (C1) et le deuxième dispositif de couplage (C2) sont situés entre le palier de support (1a, 1b, 2a, 2b) et le premier engrenage (10) ou le deuxième engrenage (20).
  15. 15. Dispositif de transmission (T) selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce qu’un différentiel (D) est relié à l’arbre secondaire (2) ou à l’arbre tertiaire (3) par l’intermédiaire d’un engrenage (40) de différentiel (D), ledit différentiel (D) étant apte à être relié aux roues (R1, R2) du véhicule.
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DE102021211734B3 (de) 2021-10-18 2023-02-23 Zf Friedrichshafen Ag Drei- oder Vierganggetriebe für einen elektrischen Antrieb

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