Toyota Prius IV ? Souhaits, espoirs, supputations et autres spéculations.

[ian51]

en allant sur les pages 13 et 14 il y a pas mal de renseignements
.

Sur ces vidéos c’était la première monture, ils ont changer le design depuis, c'est pour cela aussi qu’elle a pris du retards.

(Feux arrières différents, avant plus prononcées).

 

[Asche]

Pourriez vous mieux préciser , parce que ...crabot ... pas de transmission électrique sur autoroute ... , c'est du chinois même si la voiture est japonaise ...

Après avoir retourner le dessin dans tout les sens, je comprend que le crabot sert à lier mécaniquement le moteur thermique au roue, dans passer par ses pignons satellites, donc je me risque à ces conclusions :

L’utilité du crabot :
- A haute vitesse ? On veux plutôt surmultiplier la vitesse (du thermique)

- A basse vitesse ? On m'a toujours dit que l'Atkinson manquais de couple, et ne fonctionnerais pas dans une voiture aussi lourde que la Prius sans ses moteurs électrique.

- A vitesse intermédiaire ? Éventuellement, ça serais le seul attraits, de pouvoir se passer totalement d'un moteur électrique.

Enfin, cela rajoute une pièce mécanique dans cette transmission, qui à comme avantage son étonnante simplicité, sans pièce en mouvement, mais plus maintenant ?

Et, est-ce que cela aura un vrais impact sur la consommation ?

 

[Sandoli]

@Asche, c'est bien ta première proposition qui est la bonne, et le moteur peut tout à fait être en prise directe et en surmultipliée en même temps.

 

[Key06]

Je vote pour le crabot, qui, si je comprends bien, serait un verrouillage du train epicycloidal. Cela supprimerait en outre un défaut bien pénible du Hsd sur les autoroutes du 06 et de la Ligurie: l'impossibilité de maintenir simplement une vitesse constante en raison du relief très prononcé.

 

[Xenon31]

Y'a pas de mal !
Et mainetnant (roullements de tambours) du nouveau, de l'inédit :

... histoire d'arréter de gaspiller de l'énergie dans la transmission électrique sur l'autoroute, et surtout pour alimenter la conversation.

A+

Merci. C'est effectivement une bonne idée. Mais elle vient d'où cette info (avec une image avec légendes en français) ?

Pour Key06 : Si le moteur thermique reste comme le HSD 3ème génération (cycle Atkinson-Miller), le couple ne sera pas suffisant pour les forts pourcentages sur autoroute (maintient de la vitesse constante).

... donc l'autre info serait le passage à la demande entre cycle Otto et Atkinson, comme le 1.2T, pour permettre de rester craboté plus longtemps ?

Allez, avoue : Tu vas parler oui ?

 

[visiteurxxx]

Tant qu'on pourra continuer à rouler à l'E85, ça me va !

 

[genfutures]

@Asche et Sandoli : effectivement ce schéma ne montre pas la démultiplication finale. Généralement (pour les priustorique comme pour les HSD), il y a un couple de pignons qui fait la démultiplication finale : le plus souvent c'est le petit pignon qui alimente la grande couronne du différentiel, et on parle pour des raison historiques de "rapport de pont" .

Je pense qu'il faut comparer ce schéma avec les hybrides rechargeables Japonaises honda et Mitsubishi : elles disposent de deux machines électriques, et lorsque le moteur thermique entraine les roues, c'est mécaniquement avec un rapport fixe.

Ici on pourrait avoir ce même entrainement mécanique à rapport fixe, mais en cas de forte demande de puissance, le thermique pourrait l'assumer ... à condition de monter dans les tours (ce qui ne résoud pas le sur-mediatisé "effet mobylette" - d'ailleurs la Prius ne consomme guère plus qu'une Mobylette (marque déposée ), émet beaucoup moins d'huile cramées qu'une Mobylette , transporte plus de monde, etc ...)

J'imagine que les crabots seraient engagés une fois les MG2 et thermique amménés strictement au même régime.

A+

 

[genfutures]

Et vous pensez quoi des sens de rotation ?

 

[Xenon31]

Conjectures sur l'éventuelle future transmission de la Prius 4

Ici on pourrait avoir ce même entrainement mécanique à rapport fixe, mais en cas de forte demande de puissance, le thermique pourrait l'assumer ...

Une fois craboté, le régime du thermique est proportionnel à la vitesse d'avancement (avec un long rapport de démultiplication). Si on prend le HSD 3ème génération des Prius 3 / Auris, le 1,8L Atkinson-Miller tourne à moins de 2500 tours/min à 130 km/h stabilisé. A ce régime, le couple du 1.8L en Atkinson-Miller est (très) limité. Et impossible au thermique de monter dans les tours à vitesse constante sans "décraboter".
Seul MG2 pourrait fournir un peu de couple supplémentaire. Sauf qu'à sa vitesse de rotation, l'énergie électrique nécessaire pomperait la batterie (de petite capacité) très rapidement, et sans recharge possible par MG1, bloqué à cause du crabotage.

Donc : Soit il faut craboter/décraboter souvent (selon les sollicitations demandées au système = pédale d'accélérateur ou régulateur de vitesse), soit il faut une source de couple différente (cycle Otto ? Turbo ?). Je penche pour la première solution : Elle reste mécaniquement assez simple, la complexité étant plutôt dans le calculateur du système hybride (ce qui a toujours été le cas pour les HSD de Toyota).

J'imagine que les crabots seraient engagés une fois les MG2 et thermique amménés strictement au même régime.

Oui, MG1 et l'injection pilotée permettraient, sans accoup, de réguler le régime du moteur du thermique pour l'aligner sur celui de MG2, ceci à couple constant (les couples de MG1 et MG2 peuvent compenser) . La précision devra toutefois être grande, mais l'amortisseur de couple présent sur l'axe du thermique devrait jouer son rôle pour ne pas sentir les accoups. Donc tous les éléments de faisabilité sont là, pour un bénéfice qui reste toutefois propre à grande vitesse stabilisée (> à 100 km/h environ) sans trop de sollicitations (couple limité par le régime moteur imposé par le crabotage).

 

[visiteurxxx]

Pour info, il faut seulement une trentaine de chevaux pour rouler à 130 km/h sur le plat, et sans vent...

 

[Hybridébridé]

Superbe cette Prius 4 a premier vue (mulet), vidéo a voir.

Ici : http://hybridlife.org/index.php?threads/la-toyota-prius-4-le-mulet-filme.850/

Ah ben voilà de la vraie info . C'est à coup quasi-sûr la future Prius. Merci Ian51 !

Dommage que ton amour inconsidéré (voire aveugle ...voire "c'est plus de l'amour mais de la rage" ) pour la marque Toyota-Lexus décrédibilise tes infos ou propos, souvent intéressants et justes (mais excessifs).

Ainsi (peut-être aussi signe des temps ?), personne ici n'a prêté la moindre attention au petit film posté sur le site de Pakerbol. Pourtant, ce n'est pas lui rendre justice car on y devine des éléments clairement intéressants. Ceux qui s'intéressent encore vraiment à la Prius (comme Pakerbol ou certains intervenants de Priuschat) les ont d'ailleurs relevés.

Et son style est de toute évidence en rupture : la Prius 4 ne sera plus un monocorps, comme la Prius 2, comme la Prius 3, ou comme la très probable première mouture de la Prius 4 avant son redesign.

Ainsi, son hayon se terminera par un léger semblant de coffre, comme sur une Volt ou une Mirai, et le capot moins plongeant ne sera clairement plus dans le prolongement du pare-brise, moins incliné qu'auparavant semble t-il. On aura donc une "bi-corps et demi", très élancée toutefois. Espérons maintenant que les faces AV et AR se rapprochent plus du concept NS4 que de l'abominable Mirai...

Un détail : comme des membres de priuschat l'ont remarqué, le double vortex en amont du rétro extérieur, déjà présent sur les dernières créations de la marque, révèle, si l'on en doutait encore, une Toyota.

 

[YANKEE76]

Et vous pensez quoi des sens de rotation ?

Si MG1 est a l'arrêt, le thermique et MG2 tournent dans le même sens

 

[genfutures]

Une fois craboté, le régime du thermique est proportionnel à la vitesse d'avancement (avec un long rapport de démultiplication). Si on prend le HSD 3ème génération des Prius 3 / Auris, le 1,8L Atkinson-Miller tourne à moins de 2500 tours/min à 130 km/h stabilisé. A ce régime, le couple du 1.8L en Atkinson-Miller est (très) limité. Et impossible au thermique de monter dans les tours à vitesse constante sans "décraboter".
Seul MG2 pourrait fournir un peu de couple supplémentaire. Sauf qu'à sa vitesse de rotation, l'énergie électrique nécessaire pomperait la batterie (de petite capacité) très rapidement, et sans recharge possible par MG1, bloqué à cause du crabotage.

Donc : Soit il faut craboter/décraboter souvent (selon les sollicitations demandées au système = pédale d'accélérateur ou régulateur de vitesse), soit il faut une source de couple différente (cycle Otto ? Turbo ?). Je penche pour la première solution : Elle reste mécaniquement assez simple, la complexité étant plutôt dans le calculateur du système hybride (ce qui a toujours été le cas pour les HSD de Toyota).
.

Oui, et oui !
Les Honda Accord 'plug-in' et Mitsubishi Outlander 'PHEV' sont des hybrides rechargeables, donc avec batterie d'une capacité plusieurs fois supérieure à celle d'une Prius. Pour réaccélérer elles peuvent tirer franchement sur la batterie.
Dans cet exercice, la Honda dispose à mon humble avis d'une seconde cartouche : je suppose que son 2L essence atmo de 140ch est capable de basculer du cycle Atkinson au cycle Otto (ce dont la Mitsubishi n'est - je crois- pas capable avec son 2L de 121 ch).

En effet, une hybride simple pourrait soit décrabotter, soit " faire appel à un ami" , comme
ceux indiqués, ou encore le compresseur électrique abordé ici : http://prius-touring-club.com/vbf/showthread.php?p=268977#post268977.

Se pose alors la question du meilleur emploi de la puissance électrique ?
- souffler dans le thermique;
- sans décrabotter, pousser le moteur électrique pour assister le thermique;
- décrabotter, faire monter le régime du thermique, tout en poussant le moteur électrique .

Une batterie de plus fortes capacité et puissance serait la bienvenue, même sans atteindre celles des rechergeables.

A+

 

[Sandoli]

Je suis un peu déçu s'il s'agit là de la solution retenue dans la Prius 4, car on s'éloigne un peu de la simplicité mécanique des premiers HSD. Certes il s'agit "juste" d'un crabot, mais c'est un élément d'usure d'une part et d'autre part, je vois ça comme une béquille du fait que Toyota n'a pas encore réussi à créer une électronique de puissance avec moins de pertes. Pourtant on sait que Toyota travaille également sur cette voie. De plus, on voit bien que la solution crabot sera difficilement utilisable sur les régimes transitoires. Donc oui, à régime stabilisé sur autoroute ça risque de bien fonctionner, mais dés qu'il y aura une rampe...
Bref à voir, à tester, à apprécier... !

 

[Xenon31]

Transmission à planétaires : Talon d'achille du HSD à grande vitesse stabilisée

Toyota procède souvent par des améliorations continues, comme on peut le constater avec l'historique des générations de Prius. Il ne remettent pas tout en cause à chaque évolution, ce qui est positif pour maîtriser et améliorer les technologies mises en jeu, mais surtout c'est un gage de fiabilité.

Il est fort probable que beaucoup d'élements de la Prius 4 soient améliorés, même si, concernant l'industrialisation de l'électronique de puissance à base de carbure de silicium (technologie développée par Denso) elle arrivera probablement après coup.


Même si ça peut paraître "béquille", le crabot fait bien moins usine à gaz que de mettre plusieurs étages de planétaires.
Mieux : C'est surtout un bien meilleur rendement à vitesse (relativement) stabilisée (donc, pas en ville) et surtout sur voie rapide (> 100 km/h). Donc, pas uniquement sur autoroute, mais aussi sur voies rapides (110 km/h) ... et pourquoi pas sur route.

A l'heure actuelle, la haute vitesse stabilisée (> 100 km/h) est le talon d'Achille du système à planétaires du HSD :

• MG1 est "obligé" de tourner assez vite (rapport entre régime du thermique et régime de MG2), en freinant le thermique (i.e. en lui volant de l'énergie mécanique),
• MG1 génère donc de l'énergie électrique, à partir de l'énergie mécanique volée au thermique, et la transmet directement à MG2 (sans passer par la case batterie),
• MG2 utilise l'énergie électrique pour la convertir en énergie mécanique : Il participe à l'avancement du véhicule.
• L'énergie électrique transmise de MG1 à MG2 subit 2 conversions : Courant alternatif (venant de MG1) en courant continu, et courant continu en courant alternatif (pour MG2).

Donc : Forcément des pertes à tous les étages (MG1 en mode générateur, MG2 en mode moteur, conversions AC en DC et DC en AC), sans compter les pertes de la transmission à planétaires elle-même (qui, une fois bloquée, perdra beaucoup moins en rendement).

Et comme une assistance à l'avancement (moteur) ou un ralentissement (générateur) sont encore possibles par MG2 (tant qu'il reste de la batterie), en plus du faible couple thermique disponible, l'absorbtion de légères sollicitations reste possible (vent, faux plats, ...). Seul le dimensionnement de la batterie limitera la durée des sollicitations, et la puissance de la chaine électrique limitera l'intensité des sollicitations.

Et concernant la prétendue usure du système de crabotage :

• On est loin des boîtes à crabot de motos, dont les rapports sont passés avec ou sans embrayage : Dans tous les cas, elles n'ont pas de synchro (= aucune synchronisation des 2 axes de rotation).
• Rien à voir avec un pilotage fin par moteur électrique (MG1) pour synchroniser la vitesse de rotation du thermique avec celle imposée par MG2.
• Le crabotage sera donc bien moins "physique" que celui des motos, et l'amortisseur de couple adoucira encore le passage.

Dans ces conditions, il ne devrait pas beaucoup plus s'user que d'autres éléments du HSD ...

 

[Hikaru]

C'est bien compliqué et confus pour une si petite chose qu'est le crabot , serait il possible de mettre par les spécialistes , je ne sais pas , par exemple une vidéo de comment cela marche même si ce n'est pas sur une voiture ou autre , histoire de mieux comprendre , merci ....

 

[Ageasson]

Cette mécanique m'énerve.........Mais enfin, d'où les sortent ils leurs trucs...
....Je croyais que les Espagnols avaient jetés tous les crabes au Tage....!

 

[BROSSEWILLICE]

Une animation pour le schéma de principe d'une boîte moto...avec une marche arrière (!)

et une autre en 3D où on voit bien le barillet activant les fourchettes, qui déplacent les pignons baladeurs, qui se "crabotent" sur les pignons assurant la transmission.

Je ne suis pas mécano, ce sont mes vieux souvenirs des vieux dossiers techniques Moto journal (motoleplubo), peut-être à corriger ?

 

[Xenon31]

C'est bien compliqué et confus pour une si petite chose qu'est le crabot , serait il possible de mettre par les spécialistes , je ne sais pas , par exemple une vidéo de comment cela marche même si ce n'est pas sur une voiture ou autre , histoire de mieux comprendre , merci ....

Je concois que mon discours soit difficile à suivre sans connaître le fonctionnement de la transmission à planétaires mise en oeuvre dans le système HSD.
La boite à crabot vient d'être expliquée ci-dessus, par un schéma assez simple et une animation 3D plus réaliste.

Dans le schéma de genfutures, il n'y a qu'un engagement craboté (un seul rapport, engagé ou non = bloquant la transmission à planétaires ou non).

Concernant le système HSD et sa transmission à planétaires :
Un simulateur, directement accessible sur Internet, permet de voir le fonctionnement des 3 moteurs (le moteur thermique, les 2 moteurs électrique) et de leur liaison par la transmission à planétaires, appelé aussi répartiteur de puissance (en anglais Power Split Device, ou PSD) qui est un simple jeu d'engrenages à 3 "niveaux" (chaque "niveau" étant lié à un moteur).
Simulateur eahart.com (les données chiffrées ne sont valables que pour Prius 2, mais schéma et principe sont les mêmes sur tous les véhicules HSD).

Ce qu'il faut retenir des 2 moteurs électriques du HSD :
Le moteur/générateur électrique MG1

• sert de démarreur au moteur thermique (en mode moteur),
• ensuite, sert de variateur de "vitesses" (en mode générateur), - les "vitesses" étant virtuelles (i.e. en nombre infini, et à progression continue)

Le moteur/générateur électrique MG2

• sert à propulser le véhicule (en mode moteur),
• sert à ralentir le véhicule (en mode générateur).

 

[genfutures]

C'est bien compliqué ...

pour dire autrement ce que viennent de dire BROSSEWILLICE et Xenon31, il est interessant de faire fonctionner le simulateur HSD de Yaris : http://prius-touring-club.com/vbf/showthread.php?p=268726#post268726

Le simulateur Yaris présente un HSD tel qu'il est actuellement fabriqué par Toyota sur les yaris et Prius.
Le schéma que j'ai publié se contente d'y ajouter des crabots.

Entre les deux il y a correspondance des couleurs :
- le planétaire qui porte les axes des petits pignons est en Rouge, comme le thermique qui lui est attaché;
- les pignons fous portés par le planétaire sont en Orange ou Saumon;
- en position de soleil, le MG1, qui fonctionne principalement en "générateur", est en Bleu;
- la couronne liée au MG2, qui fonctionne principalement en moteur, est en Vert. Elle est liée aux roues de la voiture (je ne parlerai pas de la démultiplication finale et le différentiel, qui n'ont aucun intérèt dans cet exposé)

En jouant avec le simulateur, tu verras que le rouge et le vert ne tournent pas forcément à la même vitesse.

Le crabot, c'est comme si on plantait un clou au travers du Rouge et du Vert pour qu'ils ne tournent plus l'un par rapport à l'autre. Concrètement ce sont des dents mâles rattachées au vert et qui peuvent coulisser vers le Rouge. Elles s'engagent alors dans une empreinte femelle du Rouge, et lient les deux parties.
Cela crée un lien fixe entre le moteur thermique et les roues de la voiture : le train planétaire est alors "gelé".

J'espère avoir été clair.

A+

 

[Xenon31]

Fin de l'hypothèse à crabot !

Finement observé.
Merci pour l'hypothèse, qui, même si elle est "maison" permet de bien comprendre le système HSD et une possible amélioration

Par contre, je pense qu'il y a une imprécision dans ton explication. Le diamètre des "pignons fous" fixent un rapport entre la vitesse de rotation du porteur de planétaires (en rouge) et celle de MG2 (en vert).
Ton clou est plutôt à planter directement sur MG1, pour le figer (0 rpm) : Il n'est alors plus moteur ni générateur. Dans ton explication, si MG1 continue de tourner = il doit être piloté = il continue à générer du courant.

MG1 proche de 0 rpm sur simulateurs :

Sur les 2 simulateurs (Prius 2 et Yaris) : Il faut faire en sorte que MG1 soit le plus proche possible de 0 rpm. Sur simulateur de Yaris, on obtient 2600 rpm, près de 140 km/h, 5,4L/100 (mieux qu'en Prius 3 !). Sur simulateur de Prius 2, à 130 km/h : près de 3500 rpm !

MG1 proche de 0 rpm sur nos véhicules HSD :

Cette configuration, sur nos HSD : C'est celle où il n'y a plus que le "flux thermique" (en rouge sur l'écran tactile, ou flêches entre moteur thermique et roues sur l'écran OdB derrière le volant). Vous pouvez donc la tester en pratique sur véhicule (en faisant attention à la route) voire même l'exploiter pour éviter les déperditions inutiles à vitesse stabilisée (re ).

Comment valider l'hypothèse à crabot (en fait, à genfutures ) :

1. Trouver des portions de voies relativement planes et longues (90, 110, 130 km/h).
2. Mettre les flux d'énergie sur l'écran tactile
3. Mettre la conso. instantanée sur l'OdB derrière le volant (graphe en barre, en bas de l'écran indiquant la vitesse moyenne)
4. Rouler à vitesse stabilisée et faire en sorte que seul le flux thermique (rouge) apparaisse (en jouant de l'accélérateur).
5. Observer la consommation instantanée (elle devrait être minimale).

Avec un Scangauge ou un dongle OBD2 :

1. Idem.
2. Visualiser la vitesse de rotation de MG1, l'IGN et le volume de carburant injecté
3. Rouler à vitesse stabilisée et faire en sorte de réduire le rpm de MG1 le plus possible
4. Observer l'IGN et le volume de carburant injecté (ils devraient être également au minimum).

 

[Hybridébridé]

Des détails sur le thermique de la Prius 4

Comment Toyota arrive t-il à un rendement thermodynamique de 40% sur le thermique de la Prius 4 ?

C'est expliqué dans cet article très intéressant.

Toyota a travaillé sur le taux d'EGR, ce qui a nécessité de revoir l'aérodynamique interne du cylindre pour une combustion plus rapide, qui a elle même imposé l'augmentation de l'énergie d'allumage. Aussi étonnant que cela puisse paraître, l'injection directe n'a pas l'air d'être de la partie.

C'est un sacré résultat en tout cas , puisque l'on atteint le chiffre symbolique des 40% et que l'on doit se rapprocher des meilleurs diesel.

 

[Xenon31]

Merci
Pour sa 4ème génération de Prius (hybride créée pour polluer le moins possible avec de l'essence), je ne vois pas la raison pour laquelle Toyota aurait adopté l'injection directe et/ou le turbo. J'en parle ICI.

 

[Volkan]

Roulera-t-elle mieux avec du 100 % ethanol ?

 

[falcon]

Et elle tractera au moins ?

Aller quoi, au moins pour la version AWD...