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FR2779789A1 - Systeme d'entrainement pour un vehicule automobile - Google Patents

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FR2779789A1
FR2779789A1 FR9907318A FR9907318A FR2779789A1 FR 2779789 A1 FR2779789 A1 FR 2779789A1 FR 9907318 A FR9907318 A FR 9907318A FR 9907318 A FR9907318 A FR 9907318A FR 2779789 A1 FR2779789 A1 FR 2779789A1
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FR
France
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drive system
motor vehicle
rotor
vehicle according
crankshaft
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FR9907318A
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Ernst Bartels
Panetzky Dieter Bauch
Cora Carlson
Martin Ochs
Alfred Tareilus
Reinhold Weidinger
Jurgen Weimer
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Mannesmann Sachs AG
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Abstract

L'invention se rapporte à un système d'entraînement (1) pour un véhicule automobile, qui comporte un moteur à combustion interne avec un vilebrequin (3) susceptible d'être relié à un arbre mené (27) via un système d'embrayage (20) interposé, le système d'embrayage (20) comportant au moins deux masses d'inertie en rotation l'une par rapport à l'autre, dont une première masse d'inertie comporte au moins une bride primaire (21) qui est fermement reliée au vilebrequin (3), caractérisé en ce qu'un moteur électrique (5) est associé au système d'embrayage (20) et présente un rotor (7) avec un porte-rotor (11), la bride primaire (21) faisant partie du porte-rotor.

Description

L'invention concerne un système d'entraînement pour un véhicule
automobile, qui comporte un moteur à combustion interne avec un vilebrequin susceptible d'être relié à un arbre mené via un système d'embrayage interposé, le système d'embrayage comportant au moins deux masses d'inertie en rotation l'une par rapport à l'autre, dont une première masse d'inertie comporte au moins une bride primaire qui est
fermement reliée au vilebrequin.
On connaît déjà un système d'embrayage comportant un dispositif à masse d'inertie, par exemple du document DE 196 09 043 C1. Ce dispositif à masse d'inertie comporte une bride primaire qui est
fermement reliée à un vilebrequin d'un moteur à combustion interne.
Cette bride primaire fait partie d'une première masse d'inertie qui est en rotation par rapport à une seconde masse d'inertie. Cette seconde masse d'inertie forme le disque volant d'un embrayage à friction agencé en aval via lequel la seconde masse d'inertie, appelée également "masse d'inertie secondaire", peut être reliée à un arbre mené. L'inconvénient dans un tel système d'embrayage est que la capacité d'amortissement est dépendante de la fréquence à cause du dispositif à masse d'inertie. En particulier, la capacité d'amortissement
limitée au maximum à des plages de fréquence prédéterminées.
On connaît du document DE 43 23 601 AI un système d'entraînement pour un véhicule hybride. Ce système d'entraînement comporte un moteur à combustion interne susceptible d'être accouplé à un arbre mené via un embrayage interposé. Un rotor d'un moteur électrique est relié à l'arbre mené. Le rotor fait partie d'un moteur électrique réalisé sous forme d'un induit extérieur. L'embrayage à friction est agencé radialement à l'intérieur du moteur électrique. Lorsque l'embrayage est ouvert, le moteur électrique n'a plus aucune influence sur le comportement en rotation du vilebrequin. À cause des irrégularités en rotation, il peut se produire un mouvement de nutation du vilebrequin, et à cause de ce mouvement de nutation, les paliers du vilebrequin et du moteur à combustion interne sont d'une part fortement chargés, et lors d'une nouvelle opération d'embrayage, il peut se produire d'autre part une usure irrégulière de l'embrayage à friction, en particulier des
garnitures de friction.
En raison de l'évolution vers des systèmes d'entraînement de plus en plus économiques pour ce qui concerne la consommation de carburant, les moteurs à combustion interne présentent un comportement en rotation de plus en plus irrégulier. À cause de telles irrégularités en rotation, il peut se produire une forte sollicitation des composants du train d'entraînement, dont peut résulter une fatigue précoce des matériaux. L'objectif sous-jacent à l'invention est de proposer un système
performant pour amortir des irrégularités en rotation.
L'objectif sous-jacent à l'invention est également de proposer un
système compact pour amortir des irrégularités en rotation.
Cet objectif est atteint par le fait qu'un moteur électrique est associé au système d'embrayage et présente un rotor avec un porte-rotor, la bride
primaire faisant partie du porte-rotor.
Le système d'entraînement comporte un moteur à combustion interne avec un vilebrequin susceptible d'être relié à un arbre mené via un système d'embrayage interposé. Le système d'embrayage comporte en outre au moins deux masses d'inertie qui, lorsque l'embrayage est fermé, sont en rotation l'une par rapport à l'autre et accouplées l'une à l'autre, la première masse d'inertie comprenant au moins une bride primaire qui est fermement reliée au vilebrequin. Cette bride primaire fait partie d'un porte-rotor d'un moteur électrique agencé dans le train d'entraînement. Ce moteur électrique est fermement relié au moteur à combustion interne, de sorte que des couples de rotation opposés aux irrégularités en rotation du moteur à combustion interne peuvent être appliqués au moyen du moteur électrique, même lorsque l'embrayage est ouvert. Grâce à ce système, les irrégularités en rotation qui apparaissent peuvent être amorties d'une part par les masses d'inertie en rotation l'une par rapport à l'autre et d'autre part par le moteur électrique, en particulier même lorsque l'embrayage est ouvert. Par pilotage du moteur électrique, on peut appliquer un couple opposé aux irrégularités en rotation sur une grande plage de fréquence. Grâce à l'adaptation d'un volant d'inertie à deux masses formé par les masses d'inertie, il est possible de décharger le moteur électrique. Une partie des irrégularités en rotation dégagées par le moteur à combustion interne peut être amortie par le moteur électrique et une partie résiduelle peut être amortie par les masses en rotation l'une par rapport à l'autre. Dans des plages de fréquence choisies, on peut également prévoir un amortissement des irrégularités en rotation dégagées par le moteur à combustion interne par les seules masses en rotation l'une par
rapport à l'autre.
Grâce au fait que la bride primaire fait partie du porte-rotor qui porte le rotor, on réduit d'une part le nombre des pièces, grâce à quoi on obtient une réduction des coûts, et on réduit d'autre part l'espace structurel
occupé par ce système.
Il s'est avéré avantageux de pourvoir le rotor d'un capteur de position pour détecter la position relative du rotor par rapport à un composant
stationnaire, de préférence le stator du moteur électrique.
Il s'est avéré avantageux de relier un élément mobile du capteur de position fermement au porte-rotor. Le déplacement de l'élément mobile est enregistré au moyen d'une unité sensorielle qui est associée à l'élément mobile. Des mécanismes de liaison avantageux pour relier l'élément mobile du capteur de position au porte-rotor ou à la bride
primaire sont décrits plus en détail plus loin dans la description.
Selon un développement avantageux, on prévoit un capteur de position par lequel sont émis au moins deux signaux discernables, les premiers signaux caractérisant la position relative du rotor par rapport au stator,
et les seconds signaux caractérisant la position relative du vilebrequin.
De préférence, les premiers signaux sont utilisés pour le pilotage du moteur électrique, et les seconds signaux sont utilisés de préférence pour l'adaptation du pilotage du moteur électrique à la séquence
d'allumage du moteur à combustion interne.
Il s'est avéré avantageux de prévoir, pour former une bordure axiale, une tôle de couverture qui est fermement reliée à la bride primaire, ladite tôle étant pourvue d'un profilé dont le déplacement est enregistré au moyen d'une unité sensorielle associée. On peut prévoir par exemple un profilé comportant des segments, qui forme conjointement avec l'unité sensorielle un capteur incrémentiel. De préférence, le profilé présente un emplacement significatif, de sorte que la position angulaire du vilebrequin est déterminée de manière univoque par le profilé. La position déterminée du vilebrequin est utilisée par exemple pour le pilotage du moteur à combustion interne. Dans cette réalisation de l'unité sensorielle, il est avantageux que le profilé soit réalisé dans ou sur une tôle de couverture qui est prévue pour former une bordure axiale de l'agencement d'embrayage. Grâce à ceci, aucun composant séparé ne doit être prévu pour un marquage de position, ce qui se répercute de façon avantageuse sur les coûts de fabrication. On peut prévoir cet agencement constitué par une tôle de couverture et par une unité sensorielle associée également dans un système d'entraînement
sans moteur électrique.
Dans ce qui suit, l'invention sera décrite en se rapportant à quelques exemples de réalisation. Les figures montrent: figure 1 un système d'entraînement; figure 2 un système d'entraînement comportant une monture soudée pour recevoir un séparateur; et figure 3 un système d'entraînement comportant un porte-rotor auquel est relié par ajustage serré une monture prévue pour recevoir le séparateur. En se rapportant à la figure 1, on décrira plus en détail tout d'abord dans son principe la structure du système d'entraînement 1. Le système d'entraînement 1 comporte un moteur à combustion interne non illustré, au vilebrequin 3 duquel est fermement relié un porte-rotor 11 d'un rotor 7. Le porte-rotor 11 est réalisé avec une zone radialement extérieure qui est agencée coaxialement au vilebrequin 3. Cette zone radialement extérieure porte des empilements de tôles 15 qui sont
équipés d'aimants permanents 13 dirigés radialement vers l'intérieur.
Ces aimants permanents 13 entourent coaxialement un stator stationnaire 9 qui est agencé radialement à l'intérieur et qui comporte des empilements de tôles 15 équipés de bobines stators 17. Les
empilements de tôle 15 du stator 9 sont montés sur un porte-stator 10.
À ce porte-stator 10 est reliée une unité sensorielle 43 qui enregistre le mouvement du rotor 7. A cette unité sensorielle 43 est associé un élément mobile 41 qui est fermement relié au porte-rotor 11 du rotor 7 au moyen d'une monture 45. Pour relier la monture 45 et le porte-rotor 11, le porte-rotor 11 présente des évidements 35 qui sont agencés en direction périphérique et qui traversent le porte-rotor 11. Dans ces évidements 35 s'engagent des tenons 47 réalisés en une seule pièce avec la monture 45. Comme matériau pour la monture et les tenons, on
peut choisir de la matière plastique. Les évidements 35 dans le porte-
rotor 11 sont entièrement refermés par les tenons 47 pour former un espace qui s'y raccorde en direction axiale. Au moteur électrique 5 formé par le rotor et par le stator se raccorde un système d'embrayage qui comprend un volant d'inertie à deux masses 23 non illustré plus en détail et un embrayage à friction 25. Le volant d'inertie à deux
masses 23 comprend une bride primaire 21 qui fait partie du porte-
rotor 11. Ainsi, la bride primaire qui forme une masse primaire est fermement reliée au vilebrequin. On connaît déjà des volants d'inertie à deux masses, par exemple du document DE 196 09 043 C 1. Par
conséquent, on se passe ici d'une description détaillée d'un tel système.
Une seconde masse d'inertie agencée du côté mené du volant d'inertie à deux masses est fermement reliée à un embrayage à friction 25 qui s'y raccorde et via lequel on peut établir une liaison ferme avec un arbre mené 27. L'arbre mené peut être à la fois l'arbre d'entrée d'une boîte de
vitesses non illustrée.
Le système d'entraînement illustré dans la figure 2 se distingue du système d'entraînement décrit en se rapportant à la figure 1 par la liaison de la monture destinée à recevoir l'élément mobile 41 du capteur de position 19 détectant la position du rotor 7. La monture
destinée à recevoir l'élément mobile 41 est fermement reliée au porte-
rotor 11 au moyen d'une liaison soudée 39. On peut prévoir comme capteur de position un séparateur 29, comme c'est le cas dans le présent exemple de réalisation. Pour établir une liaison ferme, on peut également prévoir un ajustage serré 49, comme illustré dans la figure 3. À la place d'un tel séparateur 29, on peut également prévoir
une unité sensorielle de Hall.
Dans l'exemple de réalisation illustré dans la figure 2, il est prévu un volant d'inertie à deux masses 23 comportant une tôle de couverture 53 illustrée en partie. Grâce à cette tôle de couverture 53, on forme une bordure axiale 51 du volant d'inertie à deux masses 23. Cette tôle de couverture 53 est fermement reliée à la bride primaire 21. La tôle de couverture est réalisée avec un profilé 55 sur une arête de limitation 54 qui est orientée vers le moteur à combustion interne. Ce profilé 55 présente des saillies 56 réalisées en direction périphérique. Lors d'un mouvement en rotation du vilebrequin, le mouvement du vilebrequin 3 est enregistré via l'unité sensorielle associée 57 par détection du mouvement des saillies 56. Pour réaliser un emplacement significatif 59, une distance de saillies voisines s'écarte avantageusement des autres distances choisies en direction périphérique des saillies 56. Pour augmenter la solidité en forme, on peut également prévoir de relier les saillies les unes aux autres du côté extrémité de manière qu'elles
s'appuient les unes contre les autres en direction périphérique.
Liste des références 1 système d'entraînement 3 vilebrequin 5 moteur électrique 7 rotor 9 stator porte-stator 11 porte-rotor 13 aimant permanent empilements de tôles 17 bobines stators 19 capteur de position système d'embrayage 21 bride primaire 23 volant d'inertie à deux masses embrayage 27 arbre mené 29 séparateur 35 évidement 39 liaison soudée 41 élément mobile 43 unité sensorielle monture 47 tenon 49 ajustage serré 51 bordure axiale 53 tôle de couverture 54 arête de limitation 55 profilé 56 saillies 57 unité sensorielle 59 emplacement significatif

Claims (14)

Revendications
1. Système d'entraînement (1) pour un véhicule automobile, qui comporte un moteur à combustion interne avec un vilebrequin (3) susceptible d'être relié à un arbre mené (27) via un système d'embrayage (20) interposé, le système d'embrayage (20) comportant au moins deux masses d'inertie en rotation l'une par rapport à l'autre, dont une première masse d'inertie comporte au moins une bride primaire (21) fermement reliée au vilebrequin (3), caractérisé en ce qu'un moteur électrique (5) est associé au système d'embrayage (20) et présente un rotor (7) avec un porte-rotor (11), la bride primaire (21)
faisant partie du porte-rotor.
2. Système d'entraînement (1) pour un véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rotor (7) est pourvu d'un capteur de position qui détecte la position relative du rotor (7) par rapport à un composant stationnaire, de préférence un stator (9) du
moteur électrique (5).
3. Système d'entraînement (1) pour un véhicule automobile selon la revendication 2, caractérisé en ce que le capteur de position (19) comporte un élément mobile (41) et une unité sensorielle (43) qui détecte le déplacement de l'élément mobile, l'élément mobile (41) étant
relié au porte-rotor (1 1).
4. Système d'entraînement (1) pour un véhicule automobile selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément mobile (41) du capteur de position (19) est relié au porte-rotor (11) au moyen d'une monture (45).
5. Système d'entraînement (1) pour un véhicule automobile selon la revendication 4, caractérisé en ce que la monture comporte des tenons (47) qui s'enclenchent dans un évidement (35) ménagé dans la bride
primaire (2 1).
6. Système d'entraînement (1) pour un véhicule automobile selon la revendication 5, caractérisé en ce que les tenons sont fabriqués en
matière plastique.
7. Système d'entraînement (1) pour un véhicule automobile selon la revendication 4, caractérisé en ce que la monture est fermement reliée
par soudage à la bride primaire (21).
8. Système d'entraînement (1) pour un véhicule automobile selon la revendication 5, caractérisé en ce que la monture est fermement reliée
par un ajustage serré (49) au porte-rotor (11).
9. Système d'entraînement (1) pour un véhicule automobile selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est prévu en tant que capteur de
position (19) un séparateur (29).
10. Système d'entraînement (1) pour un véhicule automobile selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est prévu en tant que capteur de
position (19) une unité sensorielle de Hall.
11. Système d'entraînement (1) pour un véhicule automobile selon la revendication 2, caractérisé en ce que le capteur de position (19) émet au moins deux signaux discernables, les premiers signaux caractérisant la position relative du rotor par rapport au stator et les seconds signaux
caractérisant la position relative du vilebrequin.
12. Système d'entraînement (1) selon le préambule de la revendication 1, caractérisé en ce que pour former une bordure axiale, une tôle de couverture (53) est fermement reliée à la bride primaire (21), ladite tôle étant pourvue d'un profilé (55) dont le déplacement est
enregistrée au moyen d'une unité sensorielle associée (57).
13. Système d'entraînement (1) selon le préambule de la revendication 1, caractérisé en ce que pour former une bordure axiale, une tôle de couverture (53) est fermement reliée à la bride primaire (21), ladite tôle étant pourvue d'évidements axiaux à l'aide desquels un mouvement en rotation de la tôle de couverture (53) est enregistré au
moyen d'une unité sensorielle associée (57).
14. Système d'entraînement (1) selon la revendication 12, caractérisé en ce que le profilé (55) est réalisé avec un emplacement significatif
(59) pour marquer une position prédéterminée du vilebrequin.
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