FR2511106A1

FR2511106A1 - Epicyclic vehicle gear box using electric ratio regulation - uses electric alternators between satellite carriers and ring gear to vary braking effect and return braking energy to motor

Info

Publication number: FR2511106A1
Application number: FR8115287A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-08-06
Filing date: 1981-08-06
Publication date: 1983-02-11

Abstract

The gearbox has fixed to the driven shaft a planet wheel meshed with satellite wheels mounted on a satellite carrier and engaging with a ring gear coupled to an output shaft. The satellite carriers have a pinion coupled through a gear train to the armatures of two alternators. The armatures are rotor mounted, and the alternator field windings are free to rotate within the stators, and are driven by gear trains from the ring gear. A speed differential in the alternators generates an electromotive force which is applied to a resonant circuit to give some smoothing to the signal applied to an electric motor coupled to the engine output, thus recovering energy from the gearbox.

Description

La présente invention se ranporte à une nouvelle boite de vitesse ì train picy^lolda. The present invention takes the form of a new picy ^ lolda gearbox.

L'un des buts de l'invention est de réaliser une boite de vitesses à train épicycloïdal dans laquelle l'embrayage n'engendre pas une consommation l'énergie importante. One of the aims of the invention is to produce a planetary gearbox in which the clutch does not generate significant energy consumption.

La boite de vitesse, selon l'invention est du type comprenant, cale sur l'arbre moteur, ,tn planétaire coopérant avec des satellites montes sur un porte-satellites et engrenant avec une couronne reliée à u arbre e sortie, et est caract- risée en ce que le porte-satellites comporte un pignon relié par une liaison cinématique à ur induit d'au moins un alternateur do l'inducteur monté tournant est relié par une liaison cinematique à une denture prévue sur la ccuronne. The gearbox according to the invention is of the type comprising, a wedge on the motor shaft, a planetary gear cooperating with satellites mounted on a planet carrier and meshing with a crown connected to an output shaft, and is characterized laughed at in that the planet carrier comprises a pinion connected by a kinematic linkage to ur armature of at least one alternator do the inductor mounted rotating is connected by a kinematic linkage to a toothing provided on the ccuronne.

Grâce à cette disposition, on peut prévoir un moteur électrique d'appoint relié au moteur principal et qui reçoit le courant fourni par l'alternateur. Thanks to this arrangement, an auxiliary electric motor can be provided connected to the main motor and which receives the current supplied by the alternator.

Suivant une autre caractéristique, la bole de vitesses comporte des moyens pour bloquer le porte-satellites, de manière à obtenir la marche arrière, lesdits moyens comprenant un embray ge électro magnétique pour bloquer l'induit de l'alternateur. According to another characteristic, the gearbox comprises means for blocking the planet carrier, so as to obtain reverse gear, said means comprising an electro-magnetic clutch for blocking the armature of the alternator.

L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant à un mode de réalisation particulier, donné à titre d'exemple seulement et représenté à la figure unique annexee. The invention will now be described in more detail with reference to a particular embodiment, given by way of example only and shown in the accompanying single figure.

Sur cette figure unique, on a représenté à titre d'ex- emple très schématiquement une boite de vitesse selon l'invention. In this single figure, a gearbox according to the invention is shown very schematically by way of example.

La boite de vitesse de la figure 1 comporte un arbre moteur 1 sur l'arbre duquel est calé un planétaire 2 qui engrène avec deux satellites 3 et 4
Les satellites 3 et 4 sont portes par des axes respectivement 6 et 7 d'un porte-satellites 8 comportant un manchon guidé sur l'arbre 1 par des paliers 10 et Il et terminé par un pignon 9.The gearbox of Figure 1 has a motor shaft 1 on the shaft of which is fixed a sun gear 2 which meshes with two satellites 3 and 4
The satellites 3 and 4 are carried by axes 6 and 7 respectively of a planet carrier 8 comprising a sleeve guided on the shaft 1 by bearings 10 and II and terminated by a pinion 9.

Les-satellites 3 et 4 engrènent avec une couronne dentée 13 portée par un ensemble 14 sur lequel est prévue l'arbre de sortie 15. The satellites 3 and 4 mesh with a ring gear 13 carried by an assembly 14 on which the output shaft 15 is provided.

L'ensemble 14 comporte à sa périphérie une denture 16 qui coopère avec des pignons 17 et 18 calés sur des arbres 19 et 20 respectivement et sur lesquels sont calés des pignons 21 et 22. The assembly 14 has at its periphery a toothing 16 which cooperates with pinions 17 and 18 wedged on shafts 19 and 20 respectively and on which pinions 21 and 22 are wedged.

Le pignon 21 coopère avec un pignon 23 calé sur l'axe d'un inducteur 24 d'un alternateur 25, tandis que le pignon 22 coopère avec un pignon 27 calé sur l'axe d'un inducteur 28 d'un alternateur 29. The pinion 21 cooperates with a pinion 23 wedged on the axis of an inductor 24 of an alternator 25, while the pinion 22 cooperates with a pinion 27 wedged on the axis of an inductor 28 of an alternator 29.

L'induit 30 de l'alternateur 25 comporte un axe 31 sur lequel est calé un pignon 32 qui engrène avec un pignon 33 calé sur un arbre 34 sur lequel est calé un pignon 35 engrénant avec le pignon 9. The armature 30 of the alternator 25 comprises an axis 31 on which a pinion 32 is wedged which meshes with a pinion 33 wedged on a shaft 34 on which a pinion 35 is wedged meshing with the pinion 9.

T!e pignon 9 engrène avec un pignon 37 calé sur un arbre 38 sur lequel est calé un pignon 39 coopérant avec un pignon 40 calé sur l'arbre 41 d'un induit 42 de l'alternateur 29. T! E pinion 9 meshes with a pinion 37 wedged on a shaft 38 on which is wedged a pinion 39 cooperating with a pinion 40 wedged on the shaft 41 of an armature 42 of the alternator 29.

Les alternateurs 25 et 29 sont solidaires d'un carter non représenté et il est prévu des moyens pour pouvoir bloquer les induits 30 et 112, ces moyens portant ici la référence 44 et prouvant être constitués par un embrayage électro magnétique. The alternators 25 and 29 are integral with a casing, not shown, and means are provided for being able to block the armatures 30 and 112, these means bearing here the reference 44 and proving to be constituted by an electromagnetic clutch.

Avec une telle boute de vitesse, il est prévu un moteur électrique 46 monté en parallèle avec le moteur et qui permet d'augmenter la puissance du moteur au démarrage. With such a speed bottle, there is provided an electric motor 46 mounted in parallel with the motor and which makes it possible to increase the power of the motor at start-up.

Le moteur électrique est du type avec un inverseur afin qu'il puisse constituer une dynamo pour charger des batteries. The electric motor is of the type with an inverter so that it can constitute a dynamo to charge batteries.

Il est prévu par exemple sur la pédale d'accélérateur une commande qui permet lorsque le moteur tourne au ralenti de commander l'inverseur pour que le moteur électrique marchant en dynamo charge les batteries. For example, there is a command on the accelerator pedal which allows the engine to idle when the engine is idling so that the electric motor running on dynamo charges the batteries.

rorsque le moteur tourne au ralenti, l'arbre I entraine le planétaire 2 qui engrénant avec les satellites 3 et 4 fait tourner le pignon 9 dans le sens inverse. Ce pignon 9, par l'intermédiaire des pignons 32, 33 et fait tourner l'induit de l'alternateur 25, et par l'intermédiaire des pignons 37, 39 et 40, fait tourner l'induit de l'alternateur 29. Etant donné que les inducteurs 24 et 28 sont fixes à ce moment, on produit un courant électrique. When the engine is idling, the shaft I drives the sun gear 2 which meshing with the satellites 3 and 4 rotates the pinion 9 in the opposite direction. This pinion 9, via the pinions 32, 33 and rotates the armature of the alternator 25, and via the pinions 37, 39 and 40, rotates the armature of the alternator 29. Being given that the inductors 24 and 28 are fixed at this time, an electric current is produced.

Lorsque l'on accélère, le couple résistant engendré par les alternateurs est proportionnel à leur force électromo trice, et par conséquent, les inducteurs 24 et 28 tendent à entrainer par les pignons 17, 21, 23 et 18, 22, 27, la denture 16, de sorte que l'arbre 15 est entrainé. When accelerating, the resistive torque generated by the alternators is proportional to their electromotive force, and consequently, the inductors 24 and 28 tend to cause the gears 17, 21, 23 and 18, 22, 27 16, so that the shaft 15 is driven.

Lorsque la différence de vitesse de rotation entre l'induit et l'inducteur est la plus importante, on est au demar- rage, tandis que lorsque la vitesse de rotation de l'induit par rapport à l'inducteur s'approche de O on est en prise directe. When the difference in rotational speed between the armature and the inductor is greatest, we are starting, while when the rotational speed of the armature relative to the inductor approaches O on is in direct engagement.

Le alternateurs fournissent un courant électrique à haute tension et à faible intensité, mais la tension est irréculière, très importante au démarrage et presque nulle en prise directe. Pour amener la haute tension toujours à sa valeur maxima, on utilise un circuit de résonance 47 et on règle l'inductance par un compte tours 48 affichant la vitesse les alter- nateurs. On peut ainsi obtenir un courant électrique ayant la même haute teni sur toutes les plages de vitesse. The alternators provide an electric current at high voltage and at low intensity, but the voltage is irregular, very important at start-up and almost zero in direct drive. To bring the high voltage always to its maximum value, a resonance circuit 47 is used and the inductance is adjusted by a rev counter 48 displaying the speed of the alternators. It is thus possible to obtain an electric current having the same high teni over all the speed ranges.

Entre le circuit de résonance 47 et le moteur électrique 46, il est prévu un transformateur 49 qui délivre un courant électrique continu, à basse tension, qui permet de fournir l'énergie nécessaire au moteur 46 qui permet de récupérer l'énergie produite par les alternateurs et ce moteur relié cinématiquement au moteur fournit une énergie d'appoint pour le démarrage. Between the resonance circuit 47 and the electric motor 46, there is provided a transformer 49 which delivers a continuous electric current, at low voltage, which makes it possible to supply the energy necessary for the motor 46 which makes it possible to recover the energy produced by the alternators and this engine kinematically connected to the engine provides additional energy for starting.

On règle la vitesse du moteur électrique sur celle du moteur à combustion interne par la tension aux bornes de l'induit elle-même réglée par le compte-tours du moteur. The speed of the electric motor is adjusted to that of the internal combustion engine by the voltage across the armature itself regulated by the engine tachometer.

Lorsque l'on veut commander la marche arrière, on commande par les embrayages électro magnétiques le blocage des induits 30, 42, de sorte que le porte-satellites 8 est bloqué. When it is desired to control the reverse gear, the electromagnetic clutches control the blocking of the armatures 30, 42, so that the planet carrier 8 is blocked.

Dans la pratique, on prévoiera un circuit électrique avec un contact disposé de manière que lorsque le levier de changement de vitesse est disposé dans la position correspondant à la marche arrière les embrayages 44 soient commandés.In practice, an electrical circuit will be provided with a contact arranged so that when the gear change lever is placed in the position corresponding to reverse gear, the clutches 44 are controlled.

I1 peut être inséré suer le circuit d'induction des alternateurs, des résistances variables qui sont commandées par le compte tours du moteur de manière que l'induction soit d'autant plus élevée que le moteur tpurne vite. I1 can be inserted on the induction circuit of the alternators, variable resistors which are controlled by the engine's rev counter so that the induction is all the higher as the engine runs fast.

Pour réaliser un frein moteur efficace, il suffit de bloquer le train hypocycloidal pour qu'il tou-rne en prise directe. Afin de réaliser cette opération, on bloque les alternateurs par leur courant inducteur poussé au maximum et simultanément l'inverseur du moteur 46 est placé de manière que celui-ci fonctionne en dynamo. Une telle commande peut être disposée afin d'être commandée par l'accélérateur dans une position correspondant à la décélération. To achieve an effective engine brake, simply block the hypocycloidal train so that it rotates directly. In order to carry out this operation, the alternators are blocked by their inductive current pushed to the maximum and simultaneously the inverter of the motor 46 is placed so that it operates in dynamo. Such a control can be arranged to be controlled by the accelerator in a position corresponding to the deceleration.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit et qui a été représenté, on pourra y apporter de nombreuses modifications de détails sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention. Of course, the invention is not limited to the embodiment which has just been described and which has been shown, it is possible to make numerous modifications of details without departing, for this, from the scope of the invention.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S

10 - Gearbox with epicyclic gear, tyne comprising, wedged on the motelr shaft (1) a plantar (2) cooperating with satellites (3, 4) mounted on a planet carrier (8) and meshing with a crown (13) connected to an output shaft (15), characterized in that the planet carrier (8) comprises a pinion (9) connected by a kinematic link to an armature (30) of at least one alternator (25) of which the inductor (24) mounted rotatably is connected by a kinematic connection to a toothing (16) provided on the crown (13).

20 - Gear point with planetary gear, according to claim 1, characterized in that it comprises means for blocking the planet carrier,

30 - Gearbox with planetary gear train, according to claim 2, characterized in that it comprises an electromagnetic clutch for blocking the armature (30) of the alternator (25).