Brevet FR2434969A1 — publié le 19800328

La présente invention concerne un différentiel auto-bloquant pour automobiles permettant d'obtenir une motricité optimale tout en permettant de virer aussi facilement qu'-avec les différentiels classiques n'ayant pas d'action de blocage. Tous les différentiels existants ont pour principal inconvénient d'avoir un taux de glissement théoriquement constant et pratiquement variable suivant l'état d'usure où la température de fonctionnement. De plus, cet effet de blocage relatif provoque un phénomène de sous-virage, en particulier sur les voitures à traction AV, empêchant d'employer un taux de blocage intéressant (il est en général eS30 %). La présente invention se propose de pallier aux inconvénients ci-dessus énumérés et d'apporter d'autres avantages. En conséquence, la présente invention a pour obaet : - Un différentiel comportant un embrayage permettant un mouvement relatif des arbres de sortie uniquement lorsque cela estindispensable et de la quantité nécessaire. - Un différentiel qui permet d avoir une adhérence maximale au démarrage et en ligne droite, en particulierfen sortie de virage, le blocage possible étant alors de 100 %. - Un différentiel dans lequel le couple de blocage peut être supprimé ou diminue dès l'entrée d'un virage et modulé en fonction du rayon de ce virage. - Un différentiel à glissement limité insensible à l'état d'usure des différentes pièces de friction ainsi qu'à leurs coefficients de frottement (état de surface, température de fonctionnement...). - Un différentiel à glissement auto-contrôlé pouvant avoir instantanément, dans n importe quelles conditions de fonctionnement (inutile d'attendre l'arrêt complet du véhicule), un pouvoir de blocage de O à 100 %. - Un différentiel à glissement auto-còntrlé dont les composants mécaniques, en nombre et en dimension, peuvent entre installés dans un logement utilisé pour les différentiels non auto-bloquants. Une forme d'exécution de l'invention est décrite ci-après en se référant aux dessins annexés. La fig. 1 représente une forme préférée de la pressente invention en ce qui concerne le différentiel et le schéma de fonctionnement. La fig. 2 représente le schéma électronique. L'ensemble est constitué d1un différentiel classique dont nous ne décrirons que les pièces spécifiques, auquel est accouplé un embrayage spécial de grand diamètre. Le planétaire 1 comporte des cannelures extérieures destinées à entraîner les disques de friction 2 et 3. Le boîtier 4 comporte également des cannelures pour entraîner le plateau de friction 5 et supporte le mécanisme d'embrayage 6. Le piston annulaire 7 coulissant dans le carter 8 actionne la butée d'embrayage 9 qui commande les poussoirs 15. Le raccord 10 est destiné à recevoir l'arrivée du fluide sous pression. En position de repos (absence de pression hydraulique sur le piston 7), les pla nétaires 1 et 11 sont solidaires par l'intermédiaire des satellites 12 et 13 jusqutà la limite de patinage de l'embrayage. En position travail, la possibilité de mouvement relatif des planétaires 1 et 11 est constamment régulée par le dispositif électronique en fonction du braquage des roues directrices ou de l'information donnée par le boîtier 32 qui permet d'annuler le paramètre précédent afin d'obtenir un blocage complet, meme roues braquées, lorsque l'adhérence est précaire, ou un blocage nul, lorsque ce dernier n'est pas nécessaire, évitant ainsi une fatigue excessive des organes de transmission. Selon la fig. 1, la source de pression peut etre fournie par une pompe hydraulique 20 incorporée dans la boîte de vitesses ou le différentiel et servant également à graisser le couple conique 14. Cette pression est envoyée dans l'accumulateur 21 et régulée par le clapet de décharge 22. L'électrovanne 23, qui régule la pression sur le piston 7, est pilotée par le boîtier de commande 24 qui est relié aux deux potentiomètres 25 montés sur le erémaillère de diree- tion 26. Deux capteurs de proximité 27 et 28,montés en face des disques de freins ou des brides d'accouplement comportant des encoches 29, mesurent la vitesse relative des planétaires 1 et 11 et transmettent l'information au boîtier de contrôle 31. Le boîtier de réglage 32, qui permet de faire varier le blocage de 0 à 100 %, envoie l'information sous forme de mémoire au boîtier de commande 24 qui va la comparer è- celle de la boîte de contrôle 31 et piloter l'eleftrovanne 23. Pour obtenir des performances optimales, le conducteur dispose donc de deux moyens de réglage - Un réglage direct du pourcentage de blocage par simple affichage à l'aide du bouton 32 - Un réglage possible du pourcentage de glissement en fonction du braquage des roues directrices. Le schéma de la fig. 2 donne un exemple d'asservissement du blocage de différentiel. L'ensemble est constitué de 1) Alimentation par batterie 12 V. 40 2) Capteurs : deux capteurs de vitesse inductifs 27 et 28 et un capteur potentiométrique monté sur la crémaillère de direction 25. 3) Boucle d'asservissement 3.1. Chaîne d'action Le discriminateur 41 reçoit, sur son entrée négative, le rapport des vitesses de rotation des arbres de roues et, sur son entrée positive, soit la consigne de blocage 32 affichée au poste de pilotage, soit, automatiquement en virage, une consigne proportionnelle au braquage des roues directrices. Le signal d'erreur, issu du discriminateur, attaque un ampli de puissance 42 qui commande un vérin électrique 43 de faible puissance. Ce vérin actionne l'e- metteur d'embrayage 44 de blocage du différentiel. 3.2. Chaîne de retour La chaîne de retour reçoit les impulsions provenant des deux arbres de roues, les transforme en deux tensions eontinues à l'aide de convertisseurs fréquencetension 45. Un diviseur analogique 46 élabore le rapport de ces deux tensions continues, qui est ensuite envoyé au discriminateur après passage dans un réseau correcteur 47. Le dispositif, objet de l'invention, peut etre utilisé sur tous les véhicules automobiles où l'on désire obtenir une motricité optimale et, en particulier, sur les voitures "tous-terrains", les tractions AV de grande puissance, les voitures de compétition,.. Il est bien entendu que la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit. REVENDICATIONS 10- Différentiel pour véhicule permettant d'assurer, dans toutes les conditions de marche, une motricité optimale sans perte de puissance, caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif de blocage réglable soit manuellement, par simple bouton depuis le poste de pilotage, ou automatiquement, par un système électronique en fonction du braquage des roues directrices. 2 - Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de blocage réglable est assuré par un embrayage mono-disque ou multi-disques, à diaphragme, commandé par une butée à' bille solidaire d'un piston annulaire logé dans le carter de différentiel. 30- Dispositif, selon la-revendieation 1, caractérisé par le-fait que le moyen destiné à assumer l'automatisme est assuré par un bottier de contrôle mesurant la vitesse de rotation relative des planétaires, par l'intermediaire de capteurs situés à l'intérieur ou a l'extérieur de la boîte de vitesses. 40- Dispositif, selon la revendication 1, earaetérisé par le fait que le moyen destiné à assumer l'automatisme est assuré par un boîtier de commande pilotant l'électrovanne de commande de l'embrayage. 50- Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen destiné à assumer l'automatisme est assuré par une mémoire capable d'emmagasiner l'information donnée par le bouton de réglage du pourcentage de glissement. 60- Dispositif, selon la revendication 1, earactérisé par le fait que le moyen destiné à assumer l'automatisme est assuré par un émetteur d'information asservi au braquage des roues directrices et capable d'autoriser le mouvement relatif des roues motrices pour franchir le virage dans les meilleures conditions. 70- Dispositif, selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'alimentation du fluide sur le piston annulaire est assurée par une électrovanne à pilotage rapide. 80- Dispositif, selon la revendication 1, remarquable en ce que le glissement est constant quels que soient l'état d'usure de l'embrayage et sa température de fonctionnement. 90- Dispositif, selon la revendication 1, remarquable en ce que l'invention peut s'appliquer dans le cas d'une "4 roues motrices" au différentiel de la boîte transfert. 10 - Dispositif, selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le con trône de la vitesse relative des planétaires est assure par deux capteurs de proximité associés à un organe t-ournant sécantiel. 110- Dispositif, selon la revendication 10, remarquable en ce que l'organe tournant sécantiel peut être constitué par les disques de freins ajourés ou les brides de transmission comportant des encoches ou encore les dents des planétaires ou des satellites.