Transmission e-cvt

clem_dfz

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Bonjour à tous,
Dans le cadre d'une étude sur la motorisation des voitures hybrides Toyota je souhaiterais créer un modèle numérique de cette motorisation et ainsi de la transmission. Cependant je ne suis pas certain de comprendre l'intégralité du système. De ce que j'ai pu comprendre, l'e-cvt Toyota repose sur son train épicycloïdal et des actionneurs qui verrouillent ou non le mouvement des différents composants de ce train afin d'en faire varier le rapport de transmission. Premièrement j'ai vu deux schémas différents du train épicycloïdal, un avec deux niveaux de satellite et un second avec un seul niveau, quel modèle est installé sur les voitures hybrides Toyota ? Qu'est ce qui pousse le système à modifier le rapport de transmission, vitesse de rotation du moteur et couple nécessaire j'imagine, mais y a-t-il d'autres paramètres ? Est ce que c'est également ce système qui choisit ou non d'allumer le moteur thermique ? Si certains d'entre vous possède des documents portants sur ce système, sur les conditions de changement de rapport, sur les différents rapports de transmission disponibles ou des schémas techniques, je serais ravi de les consulter.
J'aimerais aussi savoir si il existe des ressources au sujet de l'onduleur qui permet d'alimenter le moteur synchrone depuis l'énergie délivrée par la batterie.

Merci d'avance de votre aide et de vos réponses.
 

Timeo Danaos

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Il n'y a pas d'actionneur, ni de blocage des différents éléments du système, hors l'arrêt du moteur thermique, qui bloque de fait le porte satellites, ou l'arrêt de la voiture, qui bloque de fait la couronne, reliée au moteur électrique (MG2) et à la transmission aux roues, avec un rapport fixe non débrayable. Dans le système HSD, la variation est continue et repose sur le couple résistant opposé par le moteur générateur MG1 solidaire du planétaire, ou pignon central, et déterminé par le calculateur. Sur les HSD Toyota, il n'y a qu'un train épicycloïdal, qui fonctionne un peu à la manière d'un différentiel classique. En marche normale, thermique en route, la puissance passe par deux chemins, le premier est la voie "électrique", par l'intermédiaire de ce train épicylcoidal, le thermique fait tourner MG1 qui va alimenter en courant le moteur électrique, mais ce faisant, MG1 va opposer un couple résistant, sur lequel, via cette forme de différentiel, le thermique va s'appuyer pour transmettre du couple, donc de la puissance puisqu'il y a rotation, par voie mécanique. En fonction de la puissance demandée, le calculateur va ainsi ajuster en permanence la répartition entre ces deux voies pour placer le moteur thermique dans la configuration du meilleur rendement (couple charge/vitesse de rotation).
Après, il existe un autre mode dit "hérétique", qui inverse les rôles du moteur de traction MG2, qui devient générateur, et de MG1 qui devient moteur, pour allonger encore la transmission lorsque c'est possible, c'est une sorte d'overdrive.
 

clem_dfz

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Bonjour,

La transmission reste-t-elle alors de type e-cvt ? Dans le cas que vous présentez, le moteur thermique fait tourner MG1 qui génère alors de l'énergie pour alimenter MG2 qui entraîne ensuite les roues. Mais le moteur thermique sert également à entraîner les roues dans cette configuration non ? Et donc le calculateur cherche à optimiser le rendement du moteur thermique mais de quelle façon, que va-t-il faire varier ?
Vous parlez de deux chemins, la voie électrique et quel est le second ?
Sur les faibles vitesses, lorsque seul le moteur électrique tourne, comment est adapté cette transmission ?

Merci du temps que vous me consacrez pour répondre à mes questions.
 

FREDO78

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Tu as quelques vidéos intéressantes :


Si tu comprends l'anglais :

 

Timeo Danaos

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Comme le train épicycloidal fonctionne comme un différentiel (PSD, Power Split Device), le couple résistant de MG1 va envoyer une partie du couple du thermique directement sur la couronne de ce train. Le deuxième chemin de la puissance est donc mécanique. L'astuce du système consiste justement à ajuster le couple résistant de MG1 en modulant la puissance électrique à envoyer à MG2 via la batterie pour asservir en vitesse le thermique et le contraindre à la vitesse de rotation qui à forte charge ( environ 85 à 90%) va lui permettre d'être dans sa plage où sa consommation spécifique est la plus faible.
Prenons un exemple fictif, si la demande est de 17Kw, pour rouler à environ 120 km/h sur du plat, le système va regarder dans ses "table)ttes" comment fournir cette puissance au meilleur prix. Il va voir que, à la louche, cela correspond à une charge de 85% pour une vitesse de rotation de 1300trs. Il va donc chercher à imposer au thermique cette vitesse de rotation, mais comme il ne peut pas jouer, comme sur une voiture traditionnelle, sur le papillon des gaz, puisqu'il veut qu'il y ait une forte charge ( c'est à dire comme si l'accélérateur était enfoncé presqu'à fond), il va freiner le moteur en lui opposant un couple résistant, et pour ce faire, demander à MG1 de fournir la puissance nécessaire, qu'il va ensuite envoyer à MG2; qui va participer à la traction. Donc, dans cette situation, je ne connais pas les chiffres exacts, mais la répartition de la puissance pourrait être par exemple, pour l'ensemble des 17Kw délivrés par le thermique, de 5 via MG1 et MG2 par la voie électrique, 10 via le PSD via la voie mécanique, et 2 de MG1 vers la batterie. Dans une autre situation, le système ajoutera de l'énergie électrique en provenance de la batterie, ...., puis en récupèrera plus tard. C'est une adaptation permanente, qui explique les variations permanentes du régime moteur, même à vitesse stabilisée. Parfois MG 1 envoie plus de jus dans la batterie que celle ci en retourne à MG2, et alors la batterie se charge, parfois la batterie en envoie plus qu'elle n'en reçoit, et .. se décharge.
A faible vitesse, en mode EV, le thermique est stoppé, ou tourne à vide si au dessus d'une certaine vitesse (112 km/h pour une P4), et la batterie alimente directement le moteur électrique MG2, solidaire des roues, et de la couronne du PSD, et MG1 tourne à vide pour opposer la plus faible résistance possible. C'est pour éviter qu'il ne tourne trop vite au dela d'une certaine vitesse d'ailleurs qu'au dessus d'une vitesse donnée, le thermique se remet en mouvement, sans consommer pour autant.

Il y a sur ce site des informations très bien expliquées

http://prius.ecrostech.com/original/PriusFrames.htm
 
Dernière édition:

clem_dfz

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Donc finalement le système électronique connait à l'avance, en fonction de la demande de l'utilisateur, la puissance que va devoir fournir le moteur thermique. Je ne connais pas le papillon de gaz mais j'imagine par analogie qu'il s'agit d'un système permettant d'imposer un couple résistant au moteur thermique, c'est ça ?
Et donc, dans votre exemple, le moteur MG2 est uniquement alimenté par la puissance récupérée à l'aide de MG1 ?
Comment le système impose-t-il un couple à MG1 ?
Finalement, en entrée, l'ordre vient de la pédale d'accélération et en sortie, le système agit sur la vitesse de rotation du moteur thermique et le couple résistant de MG1 et en mode EV il n'agit plus que sur la vitesse de rotation de MG2 ?
Autre interrogation, le moteur thermique se coupe-t-il également en phase de freinage ou de décélération ?
 

frg62

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Tu devrais trouver toutes les informations sur ce site japonais : https://www.mmatsubara.com/
(A traduire via Chrome, ce sera plus facile pour la navigation.)

Là, une page est consacrée à un simulateur de conduite de la Prius 1 :
https://www.mmatsubara.com/prius/ThsSimu/index_i18n.html?Language=en
(C'est le meilleur que je connaisse !)

Le hic, c'est que le plus souvent, les dernières versions de Java en empêchent l'exécution dans le navigateur web.
Par contre, en utilisant le fichier, téléchargeable via le lien fourni sur la page, pas de problème.
(https://www.mmatsubara.com/prius/ThsSimu/ThsSimulator.jar)

Il suffit alors d'en lancer l'exécution pour pouvoir jouer avec l'appli.
On peut soit agir en faisant directement varier la vitesse des moteurs, soit en simulant une conduite, via le cadre gris sur la droite : sélection d'un mode (D, R, B,...) et utilisation de l'accélérateur et du frein.

RunImage[1].gif
 

Timeo Danaos

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@clem_dfz C'est plus ou moins ça. Dans une voiture traditionnelle, l'accélérateur permet de jouer sur la charge moteur de 0 à 100%, quel que soit le régime. On peut ainsi sur une autoroute être à 4000trs, 130km/h, et avec une charge variant de 0 en descente, à 100€ en forte côte, et en général sur du plat, pour une voiture de 100ch, à 30% de charge...., ce qui est mauvais pour le rendement, surtout pour une essence, car la modulation de la puissance se fait par un étranglement de l'alimentation en air (papillon des gaz).
Avec le HSD, indépendamment de la position de l'accélérateur, le moteur est la quasi totalité du temps entre 85 et 100% de charge, (ou alors à 0, et stoppé.), et donc à pleine ouverture ou presque, sans étranglement et l'ajustement à la puissance demandée se fait en faisant varier sa vitesse de rotation.
Non MG2 n'est pas alimenté uniquement par l'énergie provenant de MG1. L'énergie provenant de MG1 va dans la batterie, et selon les situations (état de charge de la batterie notamment, mais pas seulement ), la batterie en renverra tout, partie, ou davantage vers MG2.
Le couple résistant qu'oppose MG1 au thermique est imposé via la demande de puissance électrique que le système lui impose

Enfin, effectivement, lors des freinages ou décélérations, le moteur est généralement stoppé, ainsi qu'à l'arrêt, au feu par exemple..., mais pas toujours. Il lui arrive de tourner, soit pour chauffer, soit pour recharger la batterie si elle vient à passer sous une certaine capacité (plus ou moins 40%).
 

Mustang766

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Passionnant toutes ces infos ! Tant que les experts sont là je me pose souvent une question : est ce que le système HSD est capable de réinjecter directement dans la « propulsion » l’énergie produite par la régénération au freinage (ou MG1) ou l’energie passe obligatoirement par la batterie ?
 

Timeo Danaos

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Passionnant toutes ces infos ! Tant que les experts sont là je me pose souvent une question : est ce que le système HSD est capable de réinjecter directement dans la « propulsion » l’énergie produite par la régénération au freinage (ou MG1) ou l’energie passe obligatoirement par la batterie ?

Tout passe dans la batterie avant de pouvoir resservir. De toute manière c'est logique, lorsqu'on freine ou décélère, il n'y a aucun moyen d'utiliser l'énergie récupérée, il faut la stocker au préalable avant de pouvoir s'en servir plus tard.
 

Pulsar_76

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Je ne connais pas le papillon de gaz mais j'imagine par analogie qu'il s'agit d'un système permettant d'imposer un couple résistant au moteur thermique, c'est ça ?
Le papillon des gaz est utilisé sur les moteurs thermiques à essence (absent sur diesel) comme moyen principal de contrôle du moteur. C'est un volet pivotant ou une guillotine qui vient réguler le flux d'air admit par le moteur. Autrefois piloté directement par la pédale d'accélérateur via un câble et intégré au carburateur ou injection simple. Dorénavant avec les systèmes d'injections modernes le volet est piloté par un moteur commandé par le calculateur d'injection, qui lui reçoit un signal (potentiomètre) de la pédale d'accélérateur. Sur les motorisation hybrides et donc les HSD le signal de la pédale d'accélérateur est interprété par le calculateur général de la motorisation et les actions adapté à la situation sont commandées aux autres composants du système. :bookworm:
 

Pulsar_76

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Mont Saint Aignan
est ce que le système HSD est capable de réinjecter directement dans la « propulsion » l’énergie produite par la régénération au freinage (ou MG1) ou l’energie passe obligatoirement par la batterie ?
il existe deux cas ou l’électricité produite par MG2 (générateur principal) ne va pas dans la batterie mais est envoyé directement à MG1 (moteur de contrôle) le mode hérétique et en freinage électrique quand la batterie est pleine, mode B enclenché ou pas, on utilise l'électricité dans MG1 qui force le moteur thermique à tourner sans injection. :facepalm:
 

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