WO2019122702A1 - Dispositif de transmission de couple - Google Patents

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Thierry Guinot
Maxime Paul
Jerome Boulet
Markus Riethmuller
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Bayerische Motoren Werke AG
Valeo Embrayages SAS
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Bayerische Motoren Werke AG
Valeo Embrayages SAS
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    • F16F2228/00—Functional characteristics, e.g. variability, frequency-dependence
    • F16F2228/06—Stiffness
    • F16F2228/063—Negative stiffness
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    • F16F2228/06—Stiffness
    • F16F2228/066—Variable stiffness

Definitions

  • Such a device ensures that the overall stiffness formed by the paralleling of the first spring damper and the second spring damper is low, or zero, in said part of the operating range of the engine.
  • the second damper may deform from an unstable equilibrium position to compensate for a part of the torque generated by the torsional oscillations related to the acyclisms of the heat engine, the other part of this torque generated by these torsional oscillations being for example compensated by the deformation of the first damper
  • the compensation torque of the torsion oscillations related to the acyclisms generated by the deformation of the first damper may be of inverse sign to the compensation torque of the torsional oscillations related to the acyclisms generated. by the deformation of the second damper.
  • the first damper may comprise a single stage of springs or more, in particular two, stages of springs in series.
  • the first damper may comprise resilient blades, each of these blades cooperating respectively with a roller.
  • upstream and downstream refer to the crankshaft torque path to the gearbox
  • the frame can be the crankcase of the powertrain engine or the crankcase of the gearbox.
  • the second rolling track may be formed by an edge of a connecting member connecting the pendular masses of a pendulum body.
  • each rolling member cooperates with two second raceways, each second raceway being formed in a pendular mass of the pendulum body.
  • it may be bridging clutch of an automatic transmission.
  • the clutch can be a simple clutch, dry or wet. Alternatively, it may be a double clutch.
  • the clutch When the clutch is a wet clutch, the clutch may comprise a plurality of input blades cooperating with output lamellae to transmit the torque.
  • the first damper and the component implementing the fluidic coupling are for example arranged in the same housing.
  • the device comprises a housing enclosing the first damper, the clutch, the component and, where appropriate, the pendulum damping system.
  • the housing can be filled with oil and sealed from the outside. This housing can be fixed relative to the crankcase of the engine of the powertrain or be fixed relative to the crankcase of the gearbox of this group
  • one or more channels can be formed through the clutch support, these channels joining for example a common trunk formed through a wall of the housing, for example the wall of this housing on the side of the crankshaft or the wall of the housing on the side of the gearbox.
  • the circulation of oil in the common trunk and the channels is for example caused by a pump.
  • the first damper is radially outside the clutch
  • the first damper and the clutch are arranged on the side of the crankshaft, and
  • the housing in which are contained the clutch, the component and, if appropriate the pendular damping device, may be fixed relative to the housing of the engine of the group powerplant or be fixed relative to the gearbox housing of this powertrain.
  • one or more channels can be formed through the clutch support, these channels joining for example a common trunk formed through a wall of the housing, for example the wall of this housing on the side of the gearbox or the wall of this housing on the side of the first damper.
  • the circulation of oil in the common trunk and the channels is for example caused by a pump.
  • the sealing of the housing relative to the outside can be obtained via several separate joints. Some of these seals are for example arranged on the side of the axial space containing the first damper while other of these seals are arranged on the side of the gearbox. For example, one or more steel washers are combined with one or more lip finishing seals to ensure this seal.
  • the fluid displacement which takes place in the component and which corresponds to a relative displacement of the input piece with respect to the output piece can be made impossible, near leaks.
  • the input part of the component is made immobile with respect to the output part of this component, so that a stiffness of high value is arranged in parallel with the first damper.
  • the ratio between this stiffness then existing within the component and the first stiffness is for example of the order of 100.
  • a first torque path passes through a first damper 10 while a second torque path, also shown in Figure 1, passes through a component 20 implementing a fluid coupling.
  • the first and second paths are here parallel.
  • the first damper 10 here comprises two stages of springs arranged in series. Each stage of springs comprises several helical springs mounted in parallel. These coil springs are for example straight springs.
  • a single stage of springs is present in the first damper 10. This single stage of springs then implements springs in parallel.
  • the first damper 10 comprises a first linear stiffness, for example between 12 Nm ° and 20 Nm / °.
  • the output of the first damper 10 is here rigidly connected to a clutch 6.
  • the component 20 is in fluid communication with the additional component 21.
  • This fluid communication here implements two lines 49. These lines 49 both open into the chamber 30, in each step 35.
  • One of these ducts is for example connected to each recess 35 on one side of the teeth 36 while the other of these ducts 49 is connected to each recess 35 on the other side of the teeth 36.
  • one of these lines 49 opens into a compartment 43 of the additional component 21 while the other conduit 49 opens into the other compartment 44 of this additional component.
  • the housing 53 is remote from the aforementioned housing 8 which encloses the first damper 10 and the clutch 6, in the example of FIG.
  • the second damper 11 comprises four springs 52.
  • One of these springs 52 extends between a first end of the rod 41 and a first wall 56 of the housing 53, another of these springs 52 is extends between the first end of the rod 41 and a second wall 57 of the housing 53, opposite the first wall 56, another of these springs 52 extends between a second end of the rod 41, opposite the first end, and the first wall 56, and another of these springs 52 extends between the second end of the rod 41 and the second wall 57.
  • FIGS. 6 and 7 a third position shown in FIGS. 6 and 7 in which the reservoirs 61 and 62 are disconnected from the compartments 43 and 44.
  • the pendulum damping system 25 comprises in known manner a support 26 and a plurality of pendulum bodies 27 succeeding each other circumferentially.
  • Each pendulum body 27 is in the two variants shown formed by two pendular masses 28 flanking axially the support 26 and secured together, for example by rivets 30 in the case of the FIG. 5 or by spacers 31 in the case of FIG. 4, the latter defining, moreover, a running track.
  • the path of the torque through the device 2 is as follows.
  • the average torque supplied by the heat engine passes exclusively through the first path through the first damper 10.
  • the path of the torque through the device 2 is as follows.
  • the average torque supplied by the heat engine passes exclusively through the first path through the first damper 10.
  • the control of the actuator 12, by the engine control unit or the transmission control unit consists of bringing the distributor 60 into the second position.
  • pressurized fluid is injected from the pressure tank 62 into the compartment 43 to return the piston 42 to the position of Figure 3 in which each compartment 43 and 44 has substantially the same volume.
  • the return to this equilibrium position of the piston 42 in the chamber 40 is illustrated in FIG. 5.
  • the springs 52 will then swing again around their unstable equilibrium position in positions in which the second stiffness is negative.
  • channels are provided in the wall 22 of the housing 8 to bring the oil under pressure to the inside of the housing. These channels can extend into the clutch support 23, or branch within this clutch support 23.
  • the housing 8 is here fixed relative to the casing of the gearbox of this group
  • 13 and 14 also show that the springs of the first damper 10 are here disposed at a radial distance greater than that at which the radially outer wall of the casing 8 is arranged.
  • the housing 8 is here fixed relative to the crankcase of the engine of the powertrain and the crankcase of the gearbox of this powertrain.
  • the first damper 10 is disposed on the side of the crankshaft 4, and
  • the clutch 6 and the component 20 are arranged on the side of the gearbox.
  • one or more oil supply channels are formed through the clutch support 23, these channels joining for example a common trunk 40 formed through a wall 22 of the housing 8.
  • This wall 22 is in the example considered the wall of the side of the first damper 10.
  • the sealing of the housing 8 with respect to the outside can be obtained via several separate seals 55 and 56.
  • the seal 55 is here disposed on the side of the axial space containing the first damper 10 while the seal 56 is disposed on the side 7.
  • the mechanical connection between the inlet of the first damper 10 and the body 32 of the component 20 is via a shaft 46 concentric with the input shaft 5 of the box 7, while the mechanical connection between the output of the first damper 10 and the chamber 30 of the component 20 is via another shaft 45, concentric with the aforementioned trees. It can be seen in FIGS. 13 and 14 that the shaft 45 is arranged around the shaft 46.
  • FIGS. 15 and 16 very schematically represent a particular case of the second embodiment which has just been described with reference to FIGS. 13 and 14.
  • This electric drive motor here comprises, in known manner, a stator 50 and a rotor 51.
  • the electric drive motor of the vehicle is disposed outside the casing 8, being radially outside this casing 8.
  • the rotor 51 is rigidly coupled to the output of the clutch 6.
  • the rotor 51 is rigidly coupled to the crankshaft 4.
  • the electric drive motor of the vehicle is for example a brushless motor providing a nominal power of between 5 kW and 100 kW, in particular between 20 kW and 80 kW.
  • An electric drive motor of the vehicle may also be present in the case of a torque transmission device according to the first embodiment of the invention, although such a case is not shown.
  • the selective shut-off distributor 50 is a three-position distributor.
  • the first position allows the fluidic communication between the component 20 and the additional component 21.
  • Each pipe 49 thus allows the circulation of fluid between the recesses 35 of the chamber 31 of the component 20 and a respective compartment 43, 44 of the chamber 45 of the component 21.
  • the selective closure valve 50 has this first state.
  • the second position of the selective closure valve 50 is shown in FIG. 17. In this position, the fluid exchange between the component 20 and the additional component 21 as well as the fluid exchange within the component 20 and that the fluid exchange within the additional component are made impossible. In this second position, as can be seen in FIG. 17, each line 49 is interrupted at the selective closing distributor. This second position makes it possible to disconnect the second damper 11 from the torque transmission device 2, for example when starting the heat engine 3. In this second position, the input piece 32 of the component 20 is locked in rotation relative to the outlet piece 30 of the component 20, so that a high stiffness is added in parallel with the first damper 10.
  • the third position of the selective closure valve 50 is shown in FIG. 18. This position differs from the second position of FIG. 17 in that the fluid exchange is possible in the component 20. This fluid exchange is made via the portion of one of the conduits 49 which opens into the recesses 35 and via the portion of the other of these conduits 49 which opens into these recesses 35, these two portions being looped at the selective closure valve 50.
  • This third position disconnects the second damper 11 of the torque transmission device 2.
  • This third position is for example occupied by the selective closure valve when a sudden change in the average torque supplied by the heat engine 3 is detected or for high speeds of the engine.

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Abstract

Dispositif de transmission de couple (2), apte à être disposé entre le vilebrequin (4) et la boîte de vitesses (7) d'un groupe motopropulseur (1) de véhicule, le dispositif (2) comprenant : - un premier chemin de couple à travers un premier amortisseur (10) présentant une première raideur qui est linéaire, - un second chemin de couple à travers un composant (20) mettant en œuvre un couplage fluidique, - un second amortisseur (11) présentant une seconde raideur qui est non-linéaire, ce second amortisseur (11) interagissant avec le composant (20) de manière à générer dans le second chemin de couple un couple de compensation d'oscillations de torsion liées à des acyclismes, et - un actionneur (12) agissant sur tout ou partie de la plage de fonctionnement du dispositif sur le second amortisseur (11) de manière à maintenir ou ramener le second amortisseur dans une pluralité de positions dans lesquelles la seconde raideur est négative, - un composant additionnel (21) mettant en œuvre un couplage fluidique additionnel,, le composant (20) et le composant additionnel (21) étant en communication fluidique sélective, et - un système d'obturation sélective (50) de la communication fluidique entre le composant (20) et le composant additionnel (21).

Description

Dispositif de transmission de couple
La présente invention concerne un dispositif de transmission de couple, apte à être disposé entre le vilebrequin et la boîte de vitesses d'un groupe motopropulseur de véhicule.
Pour amortir les oscillations de torsion générées par les acyclismes du moteur thermique de ce groupe motopropulseur, il est connu d'utiliser un ou plusieurs étages de ressorts dont le déplacement, lorsqu'une oscillation de torsion se propage, permet l'amortissement de cette oscillation de torsion. L'amortissement des oscillations de torsion est d'autant plus efficace que les ressorts ont une raideur faible. Néanmoins, la réalisation de ressorts de raideur faible suppose que ces ressorts soient d'une taille importante, ce qui est incompatible avec l'espace réduit disponible pour les accueillir et rajoute de l'inertie dans le groupe motopropulseur. En outre, des ressorts de faible raideur correspondent à des débattements plus importants pour transmettre le couple moyen fourni par le moteur thermique, de tels débattements n'étant pas compatibles avec l'espace disponible pour accueillir ces ressorts.
On connaît de la demande FR 3 020426, de la Demanderesse, un dispositif de transmission de couple comprenant :
- un premier amortisseur à ressorts, présentant une première raideur qui est linéaire,
- un second amortisseur à ressorts, présentant une seconde raideur non-linéaire et négative sur une plage de valeur donnée, et
- un actionneur agencé pour maintenir le second amortisseur à ressorts dans une position dans laquelle la seconde raideur est négative, dans une partie de la plage de fonctionnement du moteur thermique du groupe motopropulseur.
Un tel dispositif permet de s'assurer que la raideur globale formée par la mise en parallèle du premier amortisseur à ressorts et du second amortisseur à ressorts est faible, voire nulle, dans ladite partie de la plage de fonctionnement du moteur thermique.
II existe un besoin pour améliorer encore l'amortissement d'oscillations de torsion.
L'invention a pour but, selon l'un de ses aspects, de répondre à ce besoin et elle y parvient à l'aide d'un dispositif de transmission de couple, apte à être disposé entre le vilebrequin et la boîte de vitesses d'un groupe motopropulseur de véhicule, le dispositif comprenant :
- un premier chemin de couple à travers un premier amortisseur présentant une première raideur qui est linéaire, notamment positive
- un second chemin de couple à travers un composant mettant en œuvre un couplage fluidique, ce composant comprenant une pièce d'entrée et une pièce de sortie, mobiles l'une par rapport à l'autre dans du fluide, notamment du liquide tel que de l'huile, la pièce d'entrée étant apte à être rigidement reliée au vilebrequin, - un second amortisseur présentant une seconde raideur qui est non-linéaire, ce second amortisseur interagissant avec le composant de manière à générer dans le second chemin de couple un couple de compensation d'oscillations de torsion liées à des acyclismes, et
- un actionneur agissant sur tout ou partie de la plage de fonctionnement du dispositif sur le second amortisseur de manière à maintenir ou ramener le second amortisseur dans une pluralité de positions dans lesquelles la seconde raideur est négative.
Selon l'invention, l'actionneur n'est pas disposé dans le second chemin de couple. Le premier amortisseur et le composant mettant en œuvre le couplage fluidique sont par exemple disposés dans un même boîtier, par exemple étanchéifîé vis-à-vis de l'extérieur et rempli de fluide, par exemple d'huile. L'actionneur peut ou non également être disposé dans ce boîtier. Le second amortisseur, et le cas échéant l'actionneur, peut être disposé hors de ce boîtier.
L'avantage de positionner l'actionneur à l'extérieur d'un tel boîtier est que sa commande n'est pas rendue plus complexe par le fluide puisque ce dernier n'est pas au contact de l'actionneur. Un autre avantage peut venir du fait que la position déportée du second amortisseur et de l'actionneur évite d'avoir à venir insérer ce second amortisseur et l'actionneur dans l'espace axial entre le vilebrequin et la boîte de vitesses, espace axial qui est déjà encombré. En outre, lorsque le second amortisseur et l'actionneur ainsi déportés ne tournent pas avec le premier amortisseur, l'inertie du dispositif de transmission de couple est réduite.
L'actionneur et le second amortisseur sont par exemple disposés dans un boîtier qui est à distance du boîtier dans lequel le premier amortisseur et, le cas échéant, le composant, sont disposés. En variante, le premier amortisseur et l'actionneur sont disposés dans un même boîtier, ce boîtier étant à distance du boîtier dans lequel est disposé le second amortisseur.
Le second amortisseur peut se déformer depuis une position d'équilibre instable pour compenser une partie du couple généré par les oscillations de torsion liées aux acyclismes du moteur thermique, l'autre partie de ce couple généré par ces oscillations de torsion étant par exemple compensée par la déformation du premier amortisseur
La déformation du second amortisseur depuis une position d'équilibre instable peut :
- soit amener ce second amortisseur à occuper la pluralité de positions dans lesquelles la seconde raideur est négative,
- soit l'amener dans d'autres positions pour lesquelles la seconde raideur n'est plus négative et pour lesquelles ce second amortisseur ne peut plus osciller autour de sa position d'équilibre instable. Dans ce dernier cas, Γ actionneur peut ramener le second amortisseur dans les positions pour lesquelles la seconde raideur est négative, et pour lesquelles il peut osciller autour de sa position d'équilibre instable. Cette position d'équilibre instable est celle qu'occupe ce second amortisseur lorsqu' aucune oscillation de torsion liée à un acyclisme ne se propage dans le groupe motopropulseur.
Lorsqu'une telle oscillation de torsion se propage dans le dispositif de transmission, le couple de compensation des oscillations de torsion liées aux acyclismes généré par la déformation du premier amortisseur peut être de signe inverse au couple de compensation des oscillations de torsion liées aux acyclismes généré par la déformation du second amortisseur.
L'action de l'actionneur sur le second amortisseur peut permettre que la raideur de ce second amortisseur reste négative sur toute la plage de fonctionnement du dispositif, cette plage de fonctionnement correspondant à toute valeur de couple moyen fourni par le moteur thermique comprise entre le couple moteur moyen minimal et le couple moteur moyen maximal. Autrement dit, la raideur globale formée par la mise en parallèle du premier amortisseur et du second amortisseur est faible, voire nulle, dans toute la plage de fonctionnement du moteur thermique. Cette raideur globale est par exemple comprise entre 1 et 4 Nm/°, étant notamment comprise entre 1,5 et 3 Nm/°. Cette raideur globale correspond alors à la somme de la première raideur et de la seconde raideur.
Le premier chemin achemine par exemple le couple moyen fourni par le moteur thermique et le couple de compensation des oscillations de torsion liées aux acyclismes fourni par la déformation du premier amortisseur, tandis que le second chemin achemine le couple de compensation des oscillations de torsion liées aux acyclismes fourni par la déformation du second amortisseur.
Le premier amortisseur peut comprendre des ressorts hélicoïdaux ou des ressorts droits.
Le premier amortisseur peut comprendre un unique étage de ressorts ou plusieurs, notamment deux, étages de ressorts en série. En variante, le premier amortisseur peut comprendre des lames élastiques, chacune de ces lames coopérant respectivement avec un galet.
Au sens de la présente demande, le premier amortisseur peut être mobile en rotation autour d'un axe, appelé ci-après « axe du dispositif», et :
- « axialement » signifie « parallèlement à l'axe du dispositif »,
- « radialement » signifie « dans un plan perpendiculaire à l'axe du dispositif et selon une droite coupant l'axe du dispositif »,
- « circonférentiel » signifie « autour de l'axe du dispositif »,
- « en amont » et « en aval » se réfèrent au parcours du couple du vilebrequin vers la boîte de vitesses,
- « entrée » et « sortie » se réfèrent au parcours du couple du vilebrequin vers la boîte de vitesses.
L'une de la pièce d'entrée et de la pièce de sortie du composant peut être un corps et l'autre de la pièce d'entrée et de la pièce de sortie du composant peut définir une chambre à l'intérieur de laquelle est mobile le corps, notamment en rotation. Le corps est par exemple la pièce d'entrée du composant tandis que la pièce de sortie du composant définit la chambre. Le composant peut être une vanne rotative.
Le dispositif peut comprendre un composant additionnel mettant en œuvre un couplage fluidique additionnel, ce composant additionnel comprenant une pièce d'entrée additionnelle et une pièce de sortie additionnelle, mobiles l'une par rapport à l'autre dans du fluide, par exemple du liquide tel que de l'huile, le composant et le composant additionnel étant en communication fluidique.
Le déplacement relatif de la pièce d'entrée additionnelle par rapport à la pièce de sortie additionnelle peut engendrer par voie fluidique un déplacement du second amortisseur par rapport à sa position d'équilibre instable.
Le fluide présent dans le composant peut être le même que celui présent dans le composant additionnel et circuler successivement dans l'un puis dans l'autre. Il s'agit par exemple d'huile. Lorsque le moteur thermique du groupe motopropulseur génère un acyclisme pour un couple moyen donné, une oscillation de torsion se propage dans le groupe motopropulseur de sorte qu'une déformation du premier amortisseur se produit. Cette déformation conduit à un
mouvement relatif de la pièce d'entrée et de la pièce de sortie du composant, ce mouvement étant une oscillation autour d'une position d'équilibre. De par la communication fluidique entre le composant et le composant additionnel, ce mouvement d'oscillation est transmis au composant additionnel. Le second amortisseur, via le couple qu'il exerce dans le second chemin du dispositif, permet d'amortir cette oscillation de torsion. Le système formé par le composant, le composant additionnel et le deuxième amortisseur peut ainsi être considéré comme un système oscillant autour d'une position d'équilibre.
Le second amortisseur peut comprendre un système à déformation élastique, ce système étant : - d'une part fixé sur l'une de la pièce d'entrée additionnelle et de la pièce de sortie additionnelle, et
- d'autre part sur un bâti.
Le bâti peut être le carter du moteur thermique du groupe motopropulseur ou le carter de la boîte de vitesses.
Le système à déformation élastique peut être précontraint dans la position d'équilibre instable du second amortisseur. La déformation de ce système, depuis la position précontrainte, permet de conférer à ce second amortisseur une seconde raideur négative dans la pluralité de positions de ce second amortisseur.
Dans un exemple de mise en œuvre de l'invention, la pièce de sortie additionnelle est une tige de vérin et la pièce d'entrée additionnelle définit une chambre remplie de fluide, par exemple de liquide tel que de l'huile, à l'intérieur de laquelle se déplace la tige de vérin. Dans cet exemple de mise en œuvre, la tige de vérin peut se déplacer selon un axe, par exemple parallèle à l'axe de rotation du dispositif, et le système à déformation élastique peut comprendre des ressorts, chaque ressort s 'étendant orthogonalement à cet axe, dans la position d'équilibre instable du second amortisseur.
Quatre ressorts sont par exemple prévus. L'un de ces ressorts s'étend entre une première extrémité de la tige de vérin et une première paroi solidaire du bâti, un autre de ces ressorts s'étend entre la première extrémité de la tige de vérin et une deuxième paroi solidaire du bâti, opposée à la première paroi, un autre de ces ressorts s'étend entre une deuxième extrémité de la tige de vérin, opposée à la première extrémité, et la première paroi, et un autre de ces ressorts s'étend entre la deuxième extrémité de la tige de vérin et la deuxième paroi.
L'actionneur peut être configuré pour injecter de manière sélective du fluide sous pression dans le composant additionnel.
Le déplacement relatif de la pièce d'entrée additionnelle par rapport à la pièce de sortie additionnelle peut être causé par le déplacement relatif de la pièce d'entrée par rapport à la pièce de sortie, transmis par la communication fluidique entre le composant et le composant additionnel, et l'injection du fluide sous pression par l'actionneur dans le composant additionnel peut se faire pour s'opposer en tout ou partie à ce déplacement relatif de la pièce d'entrée additionnelle par rapport à la pièce de sortie additionnelle. Cette injection de fluide peut permettre de ramener le second amortisseur dans les positions dans lesquelles il présente la seconde raideur négative ou de maintenir ce second amortisseur dans ces positions.
En plus de ramener ou maintenir le second amortisseur dans la pluralité de positions dans lesquelles la seconde raideur est négative, cette injection de fluide peut aussi préserver l'intégrité du composant et/ou du composant additionnel. Dans le cas où le composant est une vanne rotative et où le composant additionnel est un vérin linéaire, l'injection de fluide peut permettre d'éviter une venue en butée au sein du vérin, malgré les variations de couple moyen.
Le vérin peut porter un piston délimitant au sein de la chambre deux compartiments et l'actionneur peut injecter du fluide sous pression dans l'un et/ou l'autre de ces compartiments. L'injection de fluide sous pression dans un premier compartiment du composant additionnel fait par exemple suite à une réduction du volume de ce compartiment du fait d'un déplacement relatif de la pièce d'entrée additionnelle et de la pièce de sortie additionnelle dans un premier sens, consécutif au déplacement relatif de la pièce d'entrée et de la pièce de sortie à cause d'une variation du couple moyen fourni par le moteur d'un premier signe.
L'injection de fluide sous pression dans un deuxième compartiment du composant additionnel fait par exemple suite à une réduction du volume de ce compartiment du fait d'un déplacement relatif de la pièce d'entrée additionnelle et de la pièce de sortie additionnelle dans un deuxième sens, consécutif au déplacement relatif de la pièce d'entrée et de la pièce de sortie à cause d'une variation du couple moyen d'un deuxième signe.
L'actionneur comprend par exemple un distributeur proportionnel à plusieurs positions, l'une de ces positions correspondant à la non-injection de fluide sous pression dans le composant additionnel tandis qu'une autre position correspond à l'injection de fluide. Lorsque deux compartiments sont définis dans le composant additionnel, le distributeur peut être à trois positions :
- une première position correspondant à la non-injection de fluide sous pression dans le composant additionnel,
- une deuxième position correspondant à l'injection de fluide sous pression dans le premier compartiment du composant additionnel, et
- une troisième position correspondant à l'injection de fluide sous pression dans le deuxième compartiment du composant additionnel.
Dans tout ce qui précède, le dispositif peut comprendre un système d'amortissement pendulaire. Le système d'amortissement pendulaire comprenant un support étant de préférence rigidement couplé à la sortie du premier amortisseur. Le système d'amortissement pendulaire comprend une pluralité de corps pendulaires mobiles par rapport au support. Le déplacement de chaque corps pendulaire par rapport au support est par exemple guidé par au moins un organe de roulement, voire deux organes de roulement, roulant sur une première piste de roulement solidaire du support et sur une deuxième piste de roulement solidaire du corps pendulaire. Le cas échéant, chaque corps pendulaire peut être formé par deux masses pendulaires solidaires encadrant axialement le support, de manière à ce que l'on trouve successivement axialement parlant : une première masse pendulaire, le support, et une deuxième masse pendulaire. La deuxième piste de roulement peut être formée par un bord d'un organe de liaison reliant les masses pendulaires d'un corps pendulaire. En variante, chaque organe de roulement coopère avec deux deuxièmes pistes de roulement, chaque deuxième piste de roulement étant formée dans une masse pendulaire du corps pendulaire.
D'autres types de dispositifs d'amortissement pendulaires sont possibles, par exemple un dispositif d'amortissement pendulaire tel que décrit dans la demande FR 3 020 848 ou dans la demande WO 2017/072338.
Dans tout ce qui précède, le dispositif de transmission de couple peut comprendre un embrayage, étant disposé de manière à être traversé par le couple empruntant le premier chemin de couple et par le couple empruntant le second chemin de couple. La pièce de sortie du composant peut alors être rigidement reliée à l'entrée de cet embrayage. L'embrayage peut être un embrayage de transmission manuelle.
En variante, il peut s'agir d'embrayage de pontage d'une transmission automatique.
En variante encore, il peut s'agir d'un embrayage d'une transmission hybride.
L'embrayage peut être un embrayage simple, à sec ou humide. En variante, il peut s'agir d'un double embrayage.
Lorsque l'embrayage est un embrayage humide, l'embrayage peut comprendre une pluralité de lamelles d'entrée coopérant avec des lamelles de sortie pour transmettre le couple.
L'embrayage et le premier amortisseur peuvent se succéder radialement.
Dans tout ce qui précède, le dispositif peut être dépourvu de train épicycloïdal. Plus précisément, aucun train épicycloïdal n'est par exemple présent dans le groupe motopropulseur.
Dans tout ce qui précède, le premier amortisseur peut mettre en œuvre un moyen de frottement, par exemple une rondelle de frottement, entre son entrée et sa sortie.
Dans tout ce qui précède, le premier chemin de couple peut comprendre un ou plusieurs composants monté(s) en série avec le premier amortisseur, ou être dépourvu de tel(s)
composant(s) monté(s) en série avec le premier amortisseur.
Le premier amortisseur et le composant mettant en œuvre le couplage fluidique sont par exemple disposés dans un même boîtier.
Selon un premier exemple de mise en œuvre de l'invention, le dispositif comprend un boîtier renfermant le premier amortisseur, l'embrayage, le composant et, le cas échéant, le système d'amortissement pendulaire. Le boîtier peut être rempli d'huile et présenter une étanchéité par rapport à l'extérieur. Ce boîtier peut être fixe par rapport au carter du moteur thermique du groupe motopropulseur ou être fixe par rapport au carter de la boîte de vitesses de ce groupe
motopropulseur. Ce boîtier peut occuper l'espace axial entre le vilebrequin et la boîte de vitesses.
Selon ce premier exemple de mise en œuvre, l'huile contenue dans le boîtier peut : permettre l'actionnement, le refroidissement, et la lubrification de l'embrayage, la lubrification du dispositif d'amortissement pendulaire, lorsque ce dernier est présent, la lubrification du premier
amortisseur, et le fonctionnement du composant. On utilise ainsi au mieux la présence de l'huile.
Toujours selon ce premier exemple de mise en œuvre, pour amener cette huile, un ou plusieurs canaux peuvent être ménagés à travers le support d'embrayage, ces canaux se rejoignant par exemple en un tronc commun ménagé à travers une paroi du boîtier, par exemple la paroi de ce boîtier du côté du vilebrequin ou la paroi du boîtier du côté de la boîte de vitesses. La circulation d'huile dans le tronc commun et les canaux est par exemple causée par une pompe.
Toujours selon ce premier exemple de mise en œuvre, étanchéité du boîtier par rapport à l'extérieur peut être obtenue via un unique joint dynamique, ce dernier étant par exemple guidé par un roulement à billes situé à un diamètre faible. Un tel joint a l'avantage d'engendrer peu de frottements. Ce joint dynamique est par exemple disposé sur la paroi radialement intérieure du boîtier, par exemple à l'extrémité de cette paroi qui est tournée vers le vilebrequin ou à l'extrémité de cette paroi qui est tournée vers la boîte de vitesses.
Selon ce premier exemple de mise en œuvre ou indépendamment, l'embrayage et l'actionneur peuvent être décalés axialement. L'embrayage peut être disposé du côté du vilebrequin tandis que le composant est disposé du côté de la boîte de vitesses. L'embrayage et le premier amortisseur peuvent se succéder radialement.
Notamment selon le premier exemple de mise en œuvre, et dans une réalisation particulière:
- l'embrayage et le composant se succèdent axialement,
- le premier amortisseur est radialement à l'extérieur de l'embrayage,
- le premier amortisseur et l'embrayage sont disposés du côté du vilebrequin, et
- le composant est disposé du côté de la boîte de vitesses.
Lorsque le premier amortisseur est disposé du côté du vilebrequin, la première entrée peut être rigidement fixée à un flasque de liaison, par exemple une plaque flexible (flexplate), au vilebrequin.
Selon ce premier exemple de mise en œuvre, le second amortisseur peut être contenu dans un autre boîtier, distant du boîtier renfermant : le premier amortisseur, l'embrayage, le composant et le dispositif d'amortissement pendulaire lorsque ce dernier est présent.
Selon un deuxième exemple de mise en œuvre, le dispositif de transmission de couple comprend toujours un boîtier et ce dernier contient : l'embrayage, le composant, et le cas échéant le dispositif d'amortissement pendulaire. Ce boîtier peut être disposé axialement entre le vilebrequin et la boîte de vitesses. Ce boîtier est par exemple rempli d'huile et présente une étanchéité par rapport à l'extérieur. L'huile contenue dans ce boîtier peut : permettre
l'actionnement, le refroidissement, et la lubrification de l'embrayage, la lubrification du dispositif d'amortissement pendulaire, lorsque ce dernier est présent, et le fonctionnement du composant. Le premier amortisseur peut alors être disposé à l'extérieur de ce boîtier. Le premier amortisseur est par exemple disposé dans un espace axial positionné entre le vilebrequin et le boîtier, tandis que le boîtier est positionné axialement entre cet espace et la boîte de vitesses. La paroi radialement extérieure du boîtier est par exemple positionnée à une distance radiale inférieure à celle à laquelle sont disposés les ressorts du premier amortisseur.
Selon ce deuxième exemple de mise en œuvre, le premier amortisseur peut alors être fixé directement sur le vilebrequin, la première entrée étant ainsi directement fixée sur ce vilebrequin, sans pièce intermédiaire.
Le boîtier dans lequel sont contenus l'embrayage, le composant et, le cas échéant le dispositif d'amortissement pendulaire, peut être fixe par rapport au carter du moteur thermique du groupe motopropulseur ou être fixe par rapport au carter de la boîte de vitesses de ce groupe motopropulseur.
La liaison mécanique entre : l'entrée du premier amortisseur et la pièce d'entrée du composant peut se faire via un arbre concentrique avec l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, tandis que la liaison mécanique entre la sortie du premier amortisseur et la pièce de sortie du composant peut se faire via un autre arbre concentrique avec les arbres précités. L'un de ces arbres de liaison est par exemple disposé à l'intérieur de l'autre de ces arbres de liaison.
Toujours selon ce deuxième exemple de mise en œuvre, pour amener cette huile, un ou plusieurs canaux peuvent être ménagés à travers le support d'embrayage, ces canaux se rejoignant par exemple en un tronc commun ménagé à travers une paroi du boîtier, par exemple la paroi de ce boîtier du côté de la boîte de vitesses ou la paroi de ce boîtier du côté du premier amortisseur. La circulation d'huile dans le tronc commun et les canaux est par exemple causée par une pompe.
Toujours selon ce deuxième exemple de mise en œuvre, l'étanchéité du boîtier par rapport à l'extérieur peut être obtenue via plusieurs joints distincts. Certains de ces joints sont par exemple disposés du côté de l'espace axial contenant le premier amortisseur tandis que d'autres de ces joints sont disposés du côté de la boîte de vitesses. Une ou plusieurs rondelles en acier sont par exemple combinées à un ou plusieurs joints finisseurs à lèvre, pour assurer cette étanchéité.
Selon ce deuxième exemple de mise en œuvre ou indépendamment, l'embrayage et le composant peuvent se succéder radialement. L'embrayage peut être disposé radialement à 1 ' extérieur par rapport au composant.
Selon ce deuxième exemple de mise en œuvre, le premier amortisseur et l'embrayage peuvent se succéder radialement.
Notamment selon le deuxième exemple de mise en œuvre, et dans une réalisation particulière:
- l'embrayage et le composant se succèdent radialement, l'embrayage étant disposé radialement à l'extérieur du composant,
- le premier amortisseur et l'embrayage se succèdent axialement,
- le premier amortisseur est disposé du côté du vilebrequin, et
- l'embrayage et le composant sont disposés du côté de la boîte de vitesses.
Selon le premier ou le deuxième exemple de mise en œuvre de réalisation ci-dessus, mais notamment selon le deuxième exemple de mise en œuvre, le dispositif de transmission de couple peut comprendre un moteur électrique d'entraînement du véhicule.
Ce moteur électrique d'entraînement peut comprendre, de façon connue, un stator et un rotor. Le moteur électrique est par exemple une machine sans balai (brushless). Le rotor peut être rigidement couplé à la sortie de l'embrayage. Dans un tel cas, le moteur électrique d'entraînement permet un entraînement purement électrique via le groupe
motopropulseur.
En variante, le rotor peut être rigidement couplé au vilebrequin. Dans un tel cas, le moteur électrique d'entraînement permet de démarrer le moteur thermique du groupe motopropulseur, de fournir une aide au stationnement ou encore de fournir une fonction stop-start.
Lorsque le moteur électrique d'entraînement est présent, il peut être disposé à l'extérieur du boîtier, de manière à ne pas être en contact avec l'huile contenue dans ce boîtier.
Dans tout ce qui précède, l'actionneur peut être piloté par une unité de commande, par exemple intégrée à l'unité de contrôle moteur ou à l'unité de contrôle de la transmission.
Dans tout ce qui précède, le dispositif peut comprendre un système d'obturation sélective de la communication fluidique entre le composant et le composant additionnel.
Cette interruption de la communication fluidique peut être effectuée pour améliorer l'efficacité du groupe motopropulseur lorsque la présence du second amortisseur n'est pas nécessaire.
Ainsi, par exemple, lors du démarrage du moteur thermique, ce moteur est susceptible de générer des acyclismes importants conduisant à la saturation du premier amortisseur. Au sens de la présente demande, le démarrage du moteur thermique correspond notamment à une montée en vitesse jusqu'à 800 tr/min. La raideur faible apportée par la présence du second amortisseur à raideur non-linéaire négative facilite cette saturation du premier amortisseur. L'interruption de la communication fluidique entre le composant et le composant additionnel, qui revient à déconnecter le second amortisseur du dispositif, permet d'éviter la dégradation au démarrage qui serait causée par la présence du second amortisseur.
Du fait de cette interruption de la communication fluidique entre le composant et le composant additionnel, le déplacement de fluide qui s'effectue dans le composant et qui correspond à un déplacement relatif de la pièce d'entrée par rapport à la pièce de sortie peut être rendu impossible, aux fuites près. Il en résulte que la pièce d'entrée du composant est rendue immobile par rapport à la pièce de sortie de ce composant, de sorte qu'une raideur de forte valeur est disposée en parallèle du premier amortisseur. Le rapport entre cette raideur existant alors au sein du composant et la première raideur est par exemple de l'ordre de 100. On remédie ainsi aux problèmes de forts acyclismes au démarrage du moteur thermique et à leurs conséquences sur le premier amortisseur. Lorsque le système obture la communication fluidique entre le composant et le composant additionnel, aucun échange de fluide ne peut être possible au sein du composant, ni au sein du composant additionnel.
L'interruption de la communication fluidique entre le composant et le composant additionnel peut encore ou en variante être souhaitable aux hautes vitesses, de manière à découpler le composant additionnel du composant. Au sens de la présente demande, les hautes vitesses sont par exemple des vitesses au vilebrequin supérieures à 3000 tr/ min ou à 3500 tr/min.
L'interruption de la communication fluidique entre le composant et le composant additionnel peut encore ou en variante être souhaitable en cas de variation brutale du couple moyen fourni par le moteur thermique. Au sens de la présente demande, une variation brutale de ce couple moyen est par exemple une variation de l'ordre de 1000 Nm/s. En effet, cette variation brutale peut modifier rapidement le système à déformation élastique, notamment les ressorts, du second amortisseur, et ainsi affecter leur intégrité. La déconnexion du second amortisseur dans un tel cas est alors souhaitable. Par ailleurs, dans le cas d'une telle variation brutale du couple moyen, la raideur négative apportée par le second amortisseur peut conférer au dispositif de transmission de couple des performances de filtrage pires que dans un dispositif de transmission de couple dépourvu d'un tel second amortisseur.
Lorsque la communication fluidique est interrompue dans un tel cas de variation brutale du couple moyen fourni par le moteur thermique ou pour de hautes vitesses de ce moteur thermique : - aucun échange de fluide peut n'être possible, aux fuites près, entre le composant et le composant additionnel,
- un échange de fluide peut être possible au sein du composant, et
- aucun échange de fluide peut n'être possible, aux fuites près, au sein du composant additionnel.
La circulation de fluide au sein du composant peut permettre l'existence d'une chute de pression qui améliore les performances de filtrage des oscillations de torsion liées aux acyclismes du dispositif de transmission de couple.
Ainsi, le système d'obturation sélective peut être configuré pour présenter : une configuration permettant la communication fluidique entre le composant et le composant additionnel, et l'une au moins :
- d'une configuration rendant impossible l'échange de fluide entre le composant et le composant additionnel, l'échange de fluide au sein du composant, et l'échange de fluide au sein du composant additionnel, et
- d'une configuration rendant impossible l'échange de fluide entre le composant et le composant additionnel, ainsi que l'échange de fluide au sein du composant additionnel mais rendant possible l'échange de fluide au sein du composant.
L'actionneur additionnel peut comprendre un distributeur d'obturation sélective. Ce distributeur d'obturation sélective peut être à trois positions :
- une première position permettant la communication fluidique entre le composant et le composant additionnel, - une deuxième position rendant impossible l'échange de fluide entre le composant et le composant additionnel, l'échange de fluide au sein du composant, et l'échange de fluide au sein du composant additionnel, et
- une troisième position rendant impossible l'échange de fluide entre le composant et le composant additionnel, ainsi que l'échange de fluide au sein du composant additionnel mais rendant possible l'échange de fluide au sein du composant.
Comme mentionné précédemment, la deuxième position du distributeur d'obturation sélective peut être particulièrement adaptée au démarrage du moteur thermique tandis que la troisième position du distributeur d'obturation sélective peut être particulièrement adaptée au cas où une variation brutale du couple moyen fourni par le moteur thermique se produit ou pour de hautes vitesses.
L'actionneur additionnel peut être commandé par l'unité de contrôle moteur ou par l'unité de contrôle de la transmission, et la détection de l'un des cas précédents peut conduire au passage de la première position à l'une de la deuxième et de la troisième position.
La communication fluidique entre le composant et le composant additionnel peut se faire au moyen de deux conduites s 'étendant en parallèle entre le composant et le composant additionnel. Dans la première position du distributeur d'obturation sélective, l'écoulement de fluide du composant vers le composant additionnel se fait dans Tune de ces conduites tandis que l'écoulement de fluide du composant additionnel vers le composant se fait dans l'autre de ces conduites.
Dans la deuxième position du distributeur, aucun écoulement de fluide n'est possible dans aucune des conduites, le fluide restant alors statique dans le composant et dans le composant additionnel. Cette deuxième position du distributeur peut correspondre au démarrage du moteur thermique.
Dans la troisième position du distributeur, la portion d'une conduite débouchant dans le composant est rebouclée sur la portion de l'autre conduite débouchant dans le composant, de sorte que l'échange de fluide est possible au sein du composant. En revanche, dans cette troisième position du distributeur, la portion d'une des conduites débouchant dans le composant additionnel n'est pas rebouclée sur la portion de l'autre des conduites débouchant dans le composant additionnel, de sorte que l'échange de fluide n'est pas possible au sein de ce composant additionnel. Cette troisième position du distributeur peut correspondre au fonctionnement du moteur thermique à de hautes vitesses ou à une variation brutale du couple moyen fourni par le moteur thermique. Les différents états des deux conduites permettant la communication fluidique entre le composant et le composant additionnel qui viennent d'être mentionnés peuvent dans une variante être obtenus autrement que via un distributeur.
L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé de contrôle de la communication fluidique entre un composant et un composant additionnel d'un dispositif de transmission de couple , apte à être disposé entre le vilebrequin et la boîte de vitesses d'un groupe motopropulseur de véhicule, le dispositif comprenant :
- un premier chemin de couple à travers un premier amortisseur présentant une première raideur qui est linéaire, notamment positive
- un second chemin de couple à travers un composant mettant en œuvre un couplage fluidique, ce composant comprenant une pièce d'entrée et une pièce de sortie, mobiles l'une par rapport à l'autre dans du fluide, la pièce d'entrée étant apte à être rigidement reliée au vilebrequin,
- un second amortisseur présentant une seconde raideur qui est non-linéairece second amortisseur interagissant avec le composant de manière à générer dans le second chemin de couple un couple de compensation d'oscillations de torsion liées à des acyclismes, et
- un actionneur agissant sur tout ou partie de la plage de fonctionnement du dispositif sur le second amortisseur de manière à maintenir ou ramener le second amortisseur dans une pluralité de positions dans lesquelles la seconde raideur est négative,
- un composant additionnel mettant en œuvre un couplage fluidique additionnel, ce composant additionnel comprenant une pièce d'entrée additionnelle et d'une pièce de sortie additionnelle, mobiles l'une par rapport à l'autre dans du fluide, le composant et le composant additionnel étant en communication fluidique sélective, le déplacement relatif de la pièce d'entrée additionnelle par rapport à la pièce de sortie additionnelle conduisant notamment au déplacement du second amortisseur depuis une position d'équilibre instable, et
- un système d'obturation sélective de la communication fluidique entre le composant et le composant additionnel,
procédé dans lequel on détecte quel est l'état du dispositif de transmission de couple et dans lequel on permet ou non la communication fluidique entre le composant et le composant additionnel en fonction de l'état détecté.
L'état détecté peut être un démarrage du moteur thermique, ou le fonctionnement de ce moteur thermique à de hautes vitesses, ou encore la variation brutale du couple moyen fourni par ce moteur.
Lorsqu' aucun de ces états n'est détecté, la communication possible est permise entre le composant et le composant additionnel. Lorsque l'un de ces états est détecté, la communication fluidique est interrompue entre le composant et le composant additionnel.
Lorsque l'état détecté est la variation brutale du couple moyen fourni par le moteur thermique ou de hautes valeurs de vitesses, la communication fluidique est interrompue entre le composant et le composant additionnel mais un échange de fluide au sein du composant peut être possible, comme déjà mentionné plus haut.
L'invention pourra être mieux comprise à la lecture qui va suivre d'un exemple non limitatif de mise en œuvre de celle-ci et à l'examen du dessin annexé sur lequel :
- la figure 1 représente de façon schématique un groupe motopropulseur de véhicule comprenant un dispositif de transmission de couple selon l'invention,
- la figure 2 est une vue en coupe d'une partie d'un dispositif de transmission de couple selon un premier exemple de mise en œuvre de l'invention,
- les figures 3 à 5 représentent le déplacement relatif au sein du composant additionnel du dispositif lorsque le couple moyen fourni par le moteur thermique du groupe motopropulseur augmente et que des oscillations de torsion se propagent, et la correction correspondante effectuée par l'actionneur,
- les figures 6 à 8 représentent le déplacement relatif au sein du composant additionnel du dispositif lorsque le couple moyen fourni par le moteur thermique du groupe motopropulseur diminue et que des oscillations de torsion se propagent, et la correction correspondante effectuée par l'actionneur,
- les figures 9 et 10 représentent deux variantes de système d'amortissement pendulaire pouvant être intégré au dispositif des figures 1 à 8,
- les figures 11 et 12 représentent une variante d'un dispositif de transmission de couple selon le premier exemple de mise en œuvre de l'invention,
- les figures 13 et 14 représentent un dispositif de transmission de couple selon un deuxième exemple de mise en œuvre de l'invention, et
- les figures 15 et 16 sont deux variantes d'un aspect particulier d'un dispositif de transmission de couple selon le deuxième exemple de mise en œuvre de l'invention,
- la figure 17 représente un détail du dispositif de transmission de couple des figures 3 à 8, dans lequel la communication fluidique est interrompue entre le composant et le composant additionnel,
- la figure 18 représente un détail du dispositif de transmission de couple des figures 3 à 8 dans lequel la communication fluidique est interrompue autrement entre le composant et le composant additionnel, et - la figure 19 est vue similaire à la figure 1 d'un dispositif de transmission de couple selon un autre exemple de mise en œuvre de l'invention
On a représenté de façon schématique sur la figure 1 un groupe motopropulseur 1 de véhicule comprenant un dispositif de transmission de couple 2.
Ce groupe motopropulseur 1 comprend un moteur thermique 3, par exemple à essence ou diesel, pouvant être à deux, trois, quatre ou six cylindres. De façon connue, ce moteur 3 entraîne en rotation un vilebrequin 4 qui est disposé en entrée du dispositif de transmission de couple 2. En aval du dispositif de transmission de couple 2 est disposée une boîte de vitesses 7.
Une partie du dispositif de transmission de couple 2 est par exemple reçue dans un boîtier 8, visible sur la figure 2, qui occupe l'espace axial entre le vilebrequin 4 et la boîte de vitesses 7. Le groupe motopropulseur 1 comprend encore un arbre 5 d'entrée de boîte de vitesses, cet arbre 5 définissant un axe de rotation X pour le dispositif de transmission de couple 2.
Le dispositif de transmission de couple 2 va maintenant être décrit plus en détail.
Ce dispositif de transmission de couple 2 définit ici deux chemins de couple différents entre le vilebrequin 4 et la boîte de vitesses 7.
Un premier chemin de couple transite par un premier amortisseur 10 tandis qu'un second chemin de couple, également représenté sur la figure 1, transite par un composant 20 mettant en œuvre un couplage fluidique. Les premier et second chemins sont ici parallèles. On constate sur la figure 2 que le premier amortisseur 10 comprend une entrée 13 et une sortie 14. Le premier amortisseur 10 comprend ici deux étages de ressorts disposés en série. Chaque étage de ressorts comprend plusieurs ressorts hélicoïdaux montés en parallèle. Ces ressorts hélicoïdaux sont par exemple des ressorts droits. Dans une variante, un unique étage de ressorts est présent dans le premier amortisseur 10. Cet unique étage de ressorts met alors en œuvre des ressorts en parallèle. Selon l'une ou l'autre de ces variantes, le premier amortisseur 10 comprend une première raideur linéaire, par exemple comprise entre 12 Nm ° et 20Nm/°. La sortie du premier amortisseur 10 est ici rigidement reliée à un embrayage 6.
Un exemple de composant 20 est représenté sur les figures 3 à 8. Ce composant 20 est une vanne rotative comprenant une enceinte 30 définissant une chambre 31 remplie d'un fluide, par exemple de l'huile, au sein de laquelle est mobile en rotation autour d'un axe parallèle à l'axe X un corps 32. Le corps 32 définit ici une pièce d'entrée pour le composant 20, tandis que l'enceinte 30 définit une pièce de sortie pour le composant 20, autrement dit le corps 32 est situé en amont de l'enceinte 30 dans le sens de transmission du couple depuis le vilebrequin 4 vers la boîte de vitesses 7. Comme on peut le voir sur les figures 3 à 8, la paroi de la chambre 31 comprend des décrochements 35 et le corps 32 porte une pluralité de dents 36, chaque dent 36 étant reçue dans un décrochement 35. Ailleurs qu'au niveau des dents 36 et des décrochements 35, la paroi du corps 32 peut venir au contact, à un jeu de déplacement près, de la paroi de la chambre 31.
Le composant 20 est en communication fluidique avec un composant additionnel 21 qui est déporté par rapport au composant 20. Ce composant additionnel 21 met en œuvre un couplage fluidique additionnel entre une pièce d'entrée additionnelle 40 et une pièce de sortie additionnelle 41, afin de transmettre un effort vers un second amortisseur 11.
Dans l'exemple décrit, le composant additionnel 21 est un vérin linéaire.
La pièce d'entrée additionnelle 40 est ici une enceinte définissant une chambre 45. Dans cette enceinte remplie de fluide est mobile la pièce de sortie additionnelle 41 qui est dans l'exemple décrit une tige mobile le long d'un axe Y, qui est par exemple parallèle à l'axe X du groupe motopropulseur. La tige 41 porte ici un piston 42 délimitant de façon étanche deux compartiments 43 et 44 dans la chambre 45.
Comme on peut le voir sur les figures 3 à 8, le composant 20 est en communication fluidique avec le composant additionnel 21. Cette communication fluidique met ici en œuvre deux conduites 49. Ces conduites 49 débouchent toutes deux dans la chambre 30, dans chaque décrochement 35. L'une de ces conduites est par exemple reliée à chaque décrochement 35 d'un même côté des dents 36 tandis que l'autre de ces conduites 49 est reliée à chaque décrochement 35 de l'autre côté des dents 36. A leur autre extrémité, l'une de ces conduites 49 débouche dans un compartiment 43 du composant additionnel 21 tandis que l'autre conduite 49 débouche dans l'autre compartiment 44 de ce composant additionnel.
On constate que, dans l'exemple des figures 3 à 8, cette communication fluidique entre le composant 20 et le composant additionnel 21 est sélective, se faisant à travers un distributeur 50 apte à interrompre ou modifier la communication fluidique. Une telle interruption se produit par exemple pour des vitesses élevées du moteur thermique ou lors du démarrage de ce moteur ou lors d'une variation brutale du couple moyen fourni par le moteur thermique, comme cela sera décrit ultérieurement. De l'huile peut ainsi circuler successivement dans le composant 20 et dans le composant additionnel 21, en fonction de l'état du distributeur 50.
Dans la variante de la figure 19, aucun distributeur n'est disposé au niveau des conduites 49. Comme on peut le voir sur les différentes figures, le second amortisseur 11 interagit avec la tige 41 du composant additionnel 21 lors de son déplacement.
Le second amortisseur 11 comprend ici plusieurs ressorts 52. Chaque ressort 52 est interposé entre la tige 41 du composant additionnel 21 et une paroi d'un boîtier 53 dans lequel le composant additionnel 21 et le second amortisseur 11 sont disposés. Ce boîtier 53 est par exemple rempli d'huile qui peut communiquer avec celle présente dans le composant additionnel 21.
La paroi du boîtier 53 est par exemple solidaire d'un bâti étant le carter du moteur thermique.
Le boîtier 53 est à distance du boîtier 8 précité qui renferme le premier amortisseur 10 et l'embrayage 6, dans l'exemple de la figure 2.
Le boîtier 8 comprend dans l'exemple de la figure 2 : le premier amortisseur 10 et l'embrayage 6 et le composant 20.
Dans l'exemple considéré, le second amortisseur 11 comprend quatre ressorts 52. L'un de ces ressorts 52 s'étend entre une première extrémité de la tige 41 et une première paroi 56 du boîtier 53, un autre de ces ressorts 52 s'étend entre la première extrémité de la tige 41 et une deuxième paroi 57 du boîtier 53, opposée à la première paroi 56, un autre de ces ressorts 52 s'étend entre une deuxième extrémité de la tige 41, opposée à la première extrémité, et la première paroi 56, et un autre de ces ressorts 52 s'étend entre la deuxième extrémité de la tige 41 et la deuxième paroi 57.
L'actionneur 12 comprend dans l'exemple considéré un distributeur proportionnel 60, ainsi qu'un réservoir 61 d'huile à la pression atmosphérique et un réservoir 62 d'huile sous pression, par exemple sous une pression de valeur comprise entre 10 et 100 bars, et de préférence entre 30 et 60 bar.
Ce distributeur proportionnel 60 peut prendre trois positions, à savoir :
- une première position représentée sur les figures 3, 4, et 8, dans laquelle il met en
communication fluidique le compartiment 43 au réservoir 61, et le compartiment 44 au réservoir 62,
- une deuxième position représentée sur la figure 5 dans laquelle il met en communication fluidique le compartiment 43 avec le réservoir 62 alors que le compartiment 44 est en
communication fluidique avec le réservoir 61 , et
- une troisième position représentée sur les figures 6 et 7 dans laquelle les réservoirs 61 et 62 sont déconnectés des compartiments 43 et 44.
Le dispositif de transmission de couple 2 peut encore comprendre, à l'intérieur du boîtier 8 renfermant l'embrayage 6 et le premier amortisseur 10, un système d'amortissement pendulaire 25 dont deux variantes sont représentées sur les figures 9 et 10.
Le système d'amortissement pendulaire 25 comprend de façon connue un support 26 et une pluralité de corps pendulaires 27 se succédant circonférentiellement. Chaque corps pendulaire 27 est dans les deux variantes représentées formé par deux masses pendulaires 28 encadrant axial ement le support 26 et solidarisées entre elles, par exemple par des rivets 30 dans le cas de la figure 5 ou par des entretoises 31 dans le cas de la figure 4, ces dernières définissant par ailleurs une piste de roulement.
Le support 26 est par exemple rigidement couplé à la sortie 14 du premier amortisseur 10.
Le fonctionnement du dispositif de transmission de couple 2 va maintenant être décrit.
Le trajet du couple à travers le dispositif 2 est comme suit.
Le couple moyen fourni par le moteur thermique transite exclusivement par le premier chemin à travers le premier amortisseur 10.
Le trajet du couple à travers le dispositif 2 est comme suit. Le couple moyen fourni par le moteur thermique transite exclusivement par le premier chemin à travers le premier amortisseur 10.
Lorsqu'une oscillation de torsion se propage du fait d'un acyclisme, cette oscillation de torsion conduit à une déformation des ressorts du premier amortisseur 10. Du fait de la déformation du premier amortisseur 10, un déplacement relatif a lieu au sein du composant 20 entre le corps 32 et l'enceinte 30 définissant la chambre 31. Du fait de ce déplacement, chaque dent 36 se rapproche d'une extrémité circonférentielle du décrochement 35 dans laquelle elle est reçue, quittant la position de la figure 3 ou 6 dans laquelle elle est à mi-distance de ces extrémités circonférentielles du décrochement 35. Du fait de ce déplacement, la portion du décrochement 35 disposée entre la dent 36 et l'extrémité circonférentielle du décrochement 35 dont la dent 36 se rapproche voit son volume diminuer tandis que l'autre portion de ce décrochement 35 voit son volume augmenter. Ces variations de volume conduisent à un transfert de fluide du composant 20 à travers le distributeur 50 vers le compartiment 44 du composant additionnel 21, ce compartiment 44 voyant son volume augmenter du fait du fluide ainsi reçu tandis que ces mêmes variations de volume conduisent à un transfert de fluide du compartiment 43 du composant additionnel 21 à travers le distributeur 50 vers le composant 20.
Comme on peut le voir sur la figure 4, cette déformation du premier amortisseur 10 conduit ainsi à un déplacement de la tige 41 qui entraîne un déplacement des ressorts 52 du second amortisseur 11. Ces derniers quittent leur position d'équilibre instable de la figure 4, occupant une pluralité de positions dans lesquelles leur raideur est négative. La déformation de ces ressorts 52 génère un effort, qui via les conduites 49, génère un couple dans le composant 20. Le couple ainsi généré est appliqué dans le second chemin et présente un signe opposé à celui appliqué dans le premier chemin de couple du fait de la déformation du premier amortisseur 10.
Le déplacement des ressorts 52 depuis leur position d'équilibre instable peut conduire ces ressorts 52 à occuper des positions dans lesquelles le second amortisseur 11 ne présente plus de raideur négative et dans lesquelles ces deuxièmes ressorts ne peuvent plus osciller autour de cette position d'équilibre instable. En outre, certaines positions de ces ressorts 52 peuvent correspondre à une venue en butée du piston 42 contre la paroi de la chambre 45, ce qui pourrait détériorer ce piston et cette paroi. Pour éviter que de telles positions ne soient occupées par les ressorts 52, la commande de l'actionneur 12, par l'unité de contrôle moteur ou l'unité de contrôle de la transmission, consiste à amener le distributeur 60 dans la deuxième position. Pour cette deuxième position du distributeur 60, du fluide sous pression est injecté depuis le réservoir sous pression 62 dans le compartiment 43 pour ramener le piston 42 dans la position de la figure 3 dans laquelle chaque compartiment 43 et 44 a sensiblement le même volume. Le retour à cette position d'équilibre du piston 42 dans la chambre 40 est illustré sur la figure 5. Les ressorts 52 oscilleront alors de nouveau autour de leur position d'équilibre instable dans des positions dans lesquelles la seconde raideur est négative.
L'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits.
On va maintenant décrire en référence aux figures 11 et 12 une variante du premier exemple de mise en œuvre de l'invention.
Comme on peut le voir sur la figure 11 ou 12, le premier amortisseur 10, l'embrayage 6, le composant 20 et le dispositif d'amortissement pendulaire 25 sont contenus dans le boîtier 8, et dans ce boîtier :
- l'embrayage 6 et le composant 20 se succèdent axialement,
- le premier amortisseur 10 est radialement à l'extérieur de l'embrayage 6,
- le premier amortisseur 10 et l'embrayage 6 sont disposés du côté du vilebrequin 4, et
- le composant 20 est disposé du côté de la boîte de vitesses.
Comme on peut le voir sur la figure 11, des canaux sont ménagés dans la paroi 22 du boîtier 8 pour amener l'huile sous pression vers l'intérieur du boîtier. Ces canaux peuvent se prolonger dans le support 23 d'embrayage, ou se ramifier à l'intérieur de ce support d'embrayage 23.
Le boîtier 8 est ici fixe par rapport au carter de la boîte de vitesses de ce groupe
motopropulseur.
Selon un deuxième exemple de mise en œuvre, qui va maintenant être décrit en référence aux figures 13 à 16, le boîtier 8 ne renferme plus le premier amortisseur 10. Sur les figures 13 à 16, le boîtier 8 contient le composant 20, l'embrayage 6 et le dispositif d'amortissement pendulaire 25. Comme on peut le voir sur ces figures, le premier amortisseur 10 est alors disposé à l'extérieur du boîtier 8, étant disposés dans un espace axial positionné entre le vilebrequin 4 et le boîtier 8, tandis que le boîtier 8 est positionné axialement entre cet espace et la boîte de vitesses 7. Le premier amortisseur 10 est ici fixé directement sur le vilebrequin 4, c'est-à-dire que la première entrée 13 est directement fixée sur ce vilebrequin 4, sans pièce intermédiaire. On constate encore sur les figures 13 et 14 que les ressorts du premier amortisseur 10 sont ici disposés à une distance radiale supérieure à celle à laquelle est disposée la paroi radialement extérieure du boîtier 8. Comme déjà mentionné, le boîtier 8 est ici fixe par rapport au carter du moteur thermique du groupe motopropulseur et au carter de la boîte de vitesses de ce groupe motopropulseur.
On constate sur les figures 13 et 14 que l'embrayage 6 et le composant 20 se succèdent radialement. L'embrayage 6 est ici disposé radialement à l'extérieur par rapport au composant 20. Sur les figures 13 et 14:
- l'embrayage 6 et le composant 20 se succèdent radialement, l'embrayage 6 étant disposé radialement à l'extérieur du composant 20,
- le premier amortisseur 10 et l'embrayage 6 se succèdent axialement,
- le premier amortisseur 10 est disposé du côté du vilebrequin 4, et
- l'embrayage 6 et le composant 20 sont disposés du côté de la boîte de vitesses.
Dans l'exemple des figures 13 et 14, un ou plusieurs canaux d'amenée d'huile sont ménagés à travers le support d'embrayage 23, ces canaux se rejoignant par exemple en un tronc commun 40 ménagé à travers une paroi 22 du boîtier 8. Cette paroi 22 est dans l'exemple considéré la paroi du côté du premier amortisseur 10.
L'étanchéité du boîtier 8 par rapport à l'extérieur peut être obtenue via plusieurs joints distincts 55 et 56. Le joint 55 est ici disposé du côté de l'espace axial contenant le premier amortisseur 10 tandis que le joint 56 est disposé du côté de la boîte de vitesses 7. Sur les figures 13 et 14, la liaison mécanique entre l'entrée du premier amortisseur 10 et le corps 32 du composant 20 se fait via un arbre 46 concentrique avec l'arbre 5 d'entrée de la boîte de vitesses 7, tandis que la liaison mécanique entre la sortie du premier amortisseur 10 et l'enceinte 30 du composant 20 se fait via un autre arbre 45, concentrique avec les arbres précités. On constate sur les figures 13 et 14 que l'arbre 45 est disposé autour de l'arbre 46.
Les figures 15 et 16 représentent de façon très schématique un cas particulier du deuxième mode de réalisation qui vient d'être décrit en référence aux figures 13 et 14. Sur ces figures 15 et 16, on constate qu'un moteur électrique d'entraînement du véhicule est présent. Ce moteur électrique d'entraînement comprend ici, de façon connue, un stator 50 et un rotor 51.
Dans l'exemple des figures 15 et 16, le moteur électrique d'entraînement du véhicule est disposé à l'extérieur du boîtier 8, étant radialement à l'extérieur de ce boîtier 8.
Sur la figure 15, on constate que le rotor 51 est rigidement couplé à la sortie de l'embrayage 6. En variante, sur la figure 16, le rotor 51 est rigidement couplé au vilebrequin 4. Le moteur électrique d'entraînement du véhicule est par exemple un moteur sans balai (brushless) fournissant une puissance nominale comprise entre 5 kW et 100 kW, notamment entre 20 kW et 80 kW. Un moteur électrique d'entraînement du véhicule peut aussi être présent dans le cas d'un dispositif de transmission de couple selon le premier exemple de mise en œuvre de l'invention, bien qu'un tel cas ne soit pas représenté.
Le distributeur d'obturation sélective 50 est dans l'exemple des figures 1 à 18 un distributeur à trois positions. La première position permet la communication fluidique entre le composant 20 et le composant additionnel 21. Chaque conduite 49 permet ainsi la circulation de fluide entre les décrochements 35 de la chambre 31 du composant 20 et un compartiment respectif 43, 44 de la chambre 45 du composant additionnel 21. Sur chacune des figures 3 à 8, le distributeur d'obturation sélective 50 présente ce premier état.
La deuxième position du distributeur d'obturation sélective 50 est représentée sur la figure 17. Dans cette position, l'échange de fluide entre le composant 20 et le composant additionnel 21 ainsi que l'échange de fluide au sein du composant 20 et que l'échange de fluide au sein du composant additionnel sont rendus impossibles. Dans cette deuxième position, comme cela est visible sur la figure 17, chaque conduite 49 est interrompue au niveau du distributeur d'obturation sélective. Cette deuxième position permet de déconnecter le second amortisseur 11 du dispositif de transmission de couple 2, par exemple lors du démarrage du moteur thermique 3. Dans cette deuxième position, la pièce d'entrée 32 du composant 20 est bloquée en rotation par rapport à la pièce de sortie 30 du composant 20, de sorte qu'une forte raideur est ajoutée en parallèle du premier amortisseur 10.
La troisième position du distributeur d'obturation sélective 50 est représentée sur la figure 18. Cette position diffère de la deuxième position de la figure 17 par le fait que l'échange de fluide est possible dans le composant 20. Cet échange de fluide se fait via la portion d'une des conduites 49 qui débouche dans les décrochements 35 et via la portion de l'autre de ces conduites 49 qui débouche dans ces décrochements 35, ces deux portions étant rebouclées au niveau du distributeur d'obturation sélective 50. Cette troisième position déconnecte le second amortisseur 11 du dispositif de transmission de couple 2. Cette troisième position est par exemple occupée par le distributeur d'obturation sélective lorsqu'une variation brutale du couple moyen fourni par le moteur thermique 3 est détectée ou pour des hautes vitesses du moteur thermique.

Claims

Revendications
1.
1. Dispositif de transmission de couple (2), apte à être disposé entre le vilebrequin (4) et la boîte de vitesses (7) d'un groupe motopropulseur (1) de véhicule, le dispositif (2) comprenant :
- un premier chemin de couple à travers un premier amortisseur (10) présentant une première raideur qui est linéaire,
- un second chemin de couple à travers un composant (20) mettant en œuvre un couplage fluidique, ce composant comprenant une pièce d'entrée (32) et une pièce de sortie (30), mobiles l'une par rapport à l'autre dans du fluide, la pièce d'entrée (32) étant apte à être rigidement reliée au vilebrequin (4),
- un second amortisseur (11) présentant une seconde raideur qui est non-linéaire, ce second amortisseur (11) interagissant avec le composant (20) de manière à générer dans le second chemin de couple un couple de compensation d'oscillations de torsion liées à des acyclismes, et
- un actionneur (12) agissant sur tout ou partie de la plage de fonctionnement du dispositif sur le second amortisseur (11) de manière à maintenir ou ramener le second amortisseur dans une pluralité de positions dans lesquelles la seconde raideur est négative,
- un composant additionnel (21) mettant en œuvre un couplage fluidique additionnel, ce composant additionnel comprenant une pièce d'entrée additionnelle (40) et une pièce de sortie additionnelle (41), mobiles l'une par rapport à l'autre dans du fluide, le composant (20) et le composant additionnel (21) étant en communication fluidique sélective, le déplacement relatif de la pièce d'entrée additionnelle (40) par rapport à la pièce de sortie additionnelle (41) conduisant notamment au déplacement du second amortisseur (11) depuis une position d'équilibre instable, et
- un système d'obturation sélective (50) de la communication fluidique entre le composant (20) et le composant additionnel (21).
2. Dispositif selon la revendication 1, le système d'obturation sélective (50) étant configuré pour présenter : une configuration permettant la communication fluidique entre le composant (20) et le composant additionnel (21), et l'une au moins :
- d'une configuration rendant impossible l'échange de fluide entre le composant (20) et le composant additionnel (21), l'échange de fluide au sein du composant (20), et l'échange de fluide au sein du composant additionnel (21 ), et
- d'une configuration rendant impossible l'échange de fluide entre le composant (20) et le composant additionnel (21), ainsi que l'échange de fluide au sein du composant additionnel (21) mais rendant possible l'échange de fluide au sein du composant (20).
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, le système d'obturation sélective comprenant un distributeur d'obturation sélective (50).
4. Dispositif selon la revendication 3, le distributeur d'obturation sélective (50) étant à trois positions :
- une première position permettant la communication fluidique entre le composant (20) et le composant additionnel (21),
- une deuxième position rendant impossible l'échange de fluide entre le composant (20) et le composant additionnel (21), l'échange de fluide au sein du composant (20), et l'échange de fluide au sein du composant additionnel (21), et
- une troisième position rendant impossible l'échange de fluide entre le composant (20) et le composant additionnel (21), ainsi que l'échange de fluide au sein du composant additionnel (21) mais rendant possible l'échange de fluide au sein du composant (20).
5. Dispositif selon la revendication 4, la communication fluidique entre le composant (20) et le composant additionnel (21) s'effectuant au moyen de deux conduites (49) s'étendant en parallèle entre le composant (20) et le composant additionnel (21), et :
- dans la première position du distributeur d'obturation sélective (50), l'écoulement de fluide du composant (20) vers le composant additionnel (21) se faisant dans l'une de ces conduites (49) tandis que l'écoulement de fluide du composant additionnel (21) vers le composant (20) se fait dans l'autre de ces conduites (49),
- dans la deuxième position du distributeur d'obturation sélective (50), aucun écoulement de fluide n'est possible dans aucune des conduites (49), le fluide restant alors statique dans le composant (20) et dans le composant additionnel (21), et
- dans la troisième position du distributeur d'obturation sélective (50), la portion d'une conduite (49) débouchant dans le composant (20) est rebouclée sur la portion de l'autre conduite (49) débouchant dans le composant (20), de sorte que l'échange de fluide est possible au sein du composant (20).
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, le second amortisseur (11) comprenant un système à déformation élastique (53), ce système (53) étant d'une part fixé sur l'une de la pièce d'entrée additionnelle (40) et de la pièce de sortie additionnelle (41), et d'autre part sur un bâti (53).
7. Dispositif selon la revendication 6, le système à déformation élastique étant précontraint dans la position d'équilibre instable du second amortisseur (11).
8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, la pièce de sortie additionnelle (41) étant une tige de vérin et la pièce d'entrée additionnelle (40) définissant une chambre (42) remplie de fluide à l'intérieur de laquelle se déplace la tige de vérin (41), la tige de vérin (41) se déplaçant selon un axe (Y) et le système à déformation élastique comprenant des ressorts (52), chaque ressort (52) s'étendant orthogonalement à cet axe (Y), dans la position d'équilibre instable du second amortisseur (11).
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, l'actionneur (12) étant configuré pour injecter de manière sélective du fluide sous pression dans le composant additionnel (21), le déplacement relatif de la pièce d'entrée additionnelle (40) par rapport à la pièce de sortie additionnelle (41) étant causé par le déplacement relatif de la pièce d'entrée (32) par rapport à la pièce de sortie (30), transmis par la communication fluidique entre le composant (20) et le composant additionnel (21), et l'actionneur (12) injectant du fluide sous pression dans le composant additionnel (21) pour s'opposer en tout ou partie à ce déplacement relatif de la pièce d'entrée additionnelle (40) par rapport à la pièce de sortie additionnelle (41).
10. Procédé de contrôle de la communication fluidique entre un composant (20) et un composant additionnel (21) d'un dispositif de transmission de couple (2), apte à être disposé entre le vilebrequin (4) et la boîte de vitesses (7) d'un groupe motopropulseur de véhicule (1), le dispositif (2) comprenant :
- un premier chemin de couple à travers un premier amortisseur (10) présentant une première raideur qui est linéaire,
- un second chemin de couple à travers un composant (20) mettant en œuvre un couplage fluidique, ce composant comprenant une pièce d'entrée (32) et une pièce de sortie (30), mobiles l'une par rapport à l'autre dans du fluide, la pièce d'entrée (32) étant apte à être rigidement reliée au vilebrequin (4),
- un second amortisseur (11) présentant une seconde raideur qui est non-linéaire, ce second amortisseur (11) interagissant avec le composant (20) de manière à générer dans le second chemin de couple un couple de compensation d'oscillations de torsion liées à des acyclismes,
- un actionneur (12) agissant sur tout ou partie de la plage de fonctionnement du dispositif sur le second amortisseur (11) de manière à maintenir ou ramener le second amortisseur dans une pluralité de positions dans lesquelles la seconde raideur est négative,
- un composant additionnel (21) mettant en œuvre un couplage fluidique additionnel, ce composant additionnel comprenant une pièce d'entrée additionnelle (40) et une pièce de sortie additionnelle (41), mobiles l'une par rapport à l'autre dans du fluide, le composant (20) et le composant additionnel (21) étant en communication fluidique sélective, le déplacement relatif de la pièce d'entrée additionnelle (40) par rapport à la pièce de sortie additionnelle (41) conduisant notamment au déplacement du second amortisseur (11) depuis une position d'équilibre instable, et
- un système d'obturation sélective (50) de la communication fluidique entre le composant (20) et le composant additionnel (21),
procédé dans lequel : - on détecte quel est l'état du dispositif de transmission de couple (2), et
- on permet ou non via le système d'obturation sélective (50) la communication fluidique entre le composant et le composant additionnel en fonction de l'état détecté.
11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel on détecte un démarrage du moteur thermique (3), ou le fonctionnement de ce moteur thermique (3) à de hautes vitesses, ou encore la variation brutale du couple moyen fourni par ce moteur
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