Brevet FR2609137A1 — publié le 19880701

DIFFERENTIEL A EMBRAYAGE PILOTE La présente invention se rapporte à un différentiel a embrayage piloté qui s'applique notamment sur les véhicules automobiles de tourisme à 4 roues motrices. Il existe actuellement de nombreuses transmissions 4 x 4 utilisant des différentiels spéciaux, c'est-à-dire des différentiels associés à des systèmes de transfert de couple soit à frottement sec, soit frottement visqueux du type visco-coupleurs. Ces systèmes de transfert ont l'avantage d'être automatiques et de ne nécessiter aucune intervention du conducteur mais ils présentent également les inconvénients suivants - ils fonctionnent selon les mêmes lois prédéterminées en toutes circonstances.En particulier, ils réagissent à tout écart de vitesse que cet écart provienne effectivement d'un patinage ou qu'il soit simplement dû au fait que le véhicule est en virage, - ils créent une liaison entre les essieux ou entre les roues du même essieu qui peut perturber les répartitions de freinage, nuisant ainsi à la stabilité du véhicule et qui peut fausser les stratégies habituelles d'antiblocage de roues. Le but de la présente invention est de proposer un dispositif de différentiel associé à un embrayage de manière à pouvoir gérer à tout instant le transfert de couple entre les deux sorties de mouvement dudit différentiel. Dans notre exemple de réalisation, ce système est accolé à un différentiel central. Il est constitué d'un embrayage humide à disques multiples, reliant les 2 sorties du différentiel. Il est évident que cet exemple de réalisation n'est pas limitatif et que l'invention peut s'appliquer à n'importe quel type de différentiel. Cet embrayage est commandé par un piston, la pression derrière ce piston pouvant être modulée à tout instant. On peut donc à tout instant contrôler le couple transféré par l'embrayage. La stratégie de pilotage de l'embrayage pourra prendre en compte les informations suivantes : - vitesse des roues, --angle volant, - action sur les freins. A cet effet, le dispositif de différentiel selon l'invention a son mouvement qui rentre par une couronne. Cette couronne coopère avec des satellites associés à un porte-satellites, lesdits satellites engrenant avec un planétaire. La sortie de mouvements par le porte-satellites et la sortie de mouvements par le planétaire sont reliées par un embrayage piloté par un système de commande. L'embrayage est du type à disques multiples actionné par un vérin hydraulique. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'embrayage est constitué de disques qui sont solidaires en rotation avec une cloche liée au porte-satellites ; ces disques coopérant avec d'autres disques solidaires en rotation avec un moyeu lié au planétaire ; l'ensemble de ces disques venant en butée sur un contre-plateau sous l'action d'un plateau poussé par le piston du vérin hydraulique dont le corps est solidaire avec le planétaire ; des ressorts de rappel s'appliquant sur le moyeu et agissant sur une couronne qui agit sur ledit piston. Selon un mode de réalisation de l'invention, le système de commande de l'embrayage comporte une pompe qui débite dans un canal d'alimentation de la chambre du vérin hydraulique ; cette alimentation se faisant à travers une vanne de régulation de pression pilotée par une électrovanne modulatrice ; de manière à générer une pression pilote entre un gicleur disposé sur une dérivation du canal d'alimentation immédiatement en amont de la chambre et ladite électrovanne modulatrice, pour équilibrer l'effort du ressort de la vanne de régulation de pression afin d'obtenir la pression de ligne désirée. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'électrovanne modulatrice est gérée par un bottier de commande qui reçoit les informations vitesses de chacune des sorties dudit différentie5, c'est-à-dire du porte-satellites et du planétair. . l'information angle du volant de direction du véhicule et l'information du contacteur de freinage. Le bottier de commande est un bottier électronique. Selon un mode de réalisation de l'invention, un circuit de graissage est alimenté en se branchant sur le canal de retour au réservoir de la chambre de la vanne de régulation de pression. Selon un mode de réalisation de l'invention, la vanne de régulation de pression est montée sur un couvercle fixé sur le carter ; l'alimentation venant de la pompe se faisant par une chambre annulaire aménagée dans le couvercle ; ladite chambre débouchant sur le canal d'alimentation de la chambre du vérin hydraulique, ledit canal d'alimentation ayant une partie aménagée dans le corps du vérin et une partie aménagée dans le couvercle ; le canal de retour au réservoir étant aménagé dans le couvercle, dans le corps du vérin et dans le moyeu. Le dispositif de différentiel selon l'invention peut se monter entre les deux essieux d'un véhicule à quatre roues motrices ou entre les roues du même essieu. Le dispositif de différentiel à embrayage piloté selon l'invention présente ainsi l'avantage de ne pas perturber les répartitions du freinage du véhicule et de maîtriser à tout instant le couple à transférer entre les deux sorties de mouvement. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui suit de modes de réalisation donnés à titre d'exemple en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une coupe longitudinale de l'ensemble du dispositif selon l'invention - la figure 2 est une vue schématique du système de commande du différentiel selon l'invention. Le dispositif de différentiel selon l'invention comporte une couronne 1 par laquelle entre le mouvement un porte-satellites 4 et un planétaire 5 par lesquels sort le mouvement. La sortie de mouvement par le porte-satellites 4 et la sortie de mouvement par le planétaire 5 sont reliées l'une à l'autre par un embrayage référencé 6 dans son ensemble. L'embrayage 6 est du type à disques multiples et il est actionné par un vérin hydraulique référencé 7 dans son ensemble. L'ensemble du dispositif est monté dans un carter 29 sur lequel vient se fixer un couvercle 28. L'embrayage 6 est piloté par un système de commande. Le différentiel proprement dit est constitué par un train épicycloidal comprenant la couronne 1 qui engraine avec des satellites 2 ; ces satellites 2 engrenant à leur tour avec des satellites 3 qui engrainent avec le planétaire 5. Le cas représenté sur la figure 1 est celui de l'application du dispositif sur un différentiel central entre les deux essieux avant et arrière d'un véhicule à quatre roues motrices. Il est évident, pour l'homme du métier, que le dispositif peut s'appliquer également sur un différentiel disposé entre les deux roues d'un même essieu. Le porte-satellites 4 est constitué par un flasque 33 et par une cloche 10 qui sont reliés par les axes 34 des satellites 2 et 3. Le flasque 33 est lié à un moyeu 35 qui entrasse l'arbre de sortie avant 36. Le planétaire 5 se prolonge par un arbre de sortie arrière 37 lié à une bride d'accouplement 38. L'arbre de sortie arrière 37 est supporté dans le couvercle 28 par un roulement 39 et, à l'autre extrémité, par l'arbre de sortie avant 36 ar moyeu d'aiguilles 40. L'embrayage 6 comprend des disques 8 et des disques 9 qui sont disposés alternativement et qui coopèrent les uns avec les autres. Les disques 8 sont solidaires en rotation avec la cloche 10 qui est liée au portesatellites 4. Les disques 9 sont solidaires en rotation avec un moyeu 11 qui est lié à l'arbre de sortie arrière 37, c'est-àdire qutil est lié au planétaire 5. Les disques 8 et les disques 9 viennent en butée sur un contre-plateau 12 sous l'action d'un plateau 13 qui est poussé par le piston 14 du vérin hydraulique 7. Le contre-plateau 12 vient s'appliquer sur le moyeu 11. te vérin hydraulique 7 a un corps 15 qui est solidaire de l'arbre de sortie arrière 37, c'est-à-dire qu'il est solidaire du planétaire 5. Des ressorts de rappel 16 sont montés à l'intérieur du moyeu 11 et viennent s'appliquer, d'une part, sur le fond du moyeu 11, et, d'autre part, sur une couronne 17. Cette couronne 17 agit sur le piston 14. La figure 2 représente le schéma du système de commande de l'embrayage 6. Ce système comporte une pompe 18 qui débite dans un canal d'alimentation 19 de la chambre 20 du vérin hydraulique 7. L'alimentation de la chambre 20 se fait à travers une vanne de régulation de pression 21 qui est pilotée par une électrovanne modulatrice 22. La vanne de régulation de pression 21 comporte un tiroir 42 avec, à une extrémité, un ressort 25 et, à l'autre extrémité, une chambre 41 qui est reliée à l'électrovanne modulatrice 22 par un canal 43. L'électrovanne modulatrice 22 comporte une ouverture que l'on peut fermer plus ou moins suivant un courant de commande, cette ouverture est reliée au réservoir par un canal 44. Une dérivation 24 raccorde le canal d'alimentation 19 immédiatement en amont de la chambre 20 et le canal 43 de l'électrovanne modulatrice 22. Un gicleur 23 est disposé sur cette dérivation 24. Soit PL la pression de ligne qui règne dans le canal à alimentation 19, et soit P la p pression de pilotage qui s'établit dans la chambre 41, c'est-à-dire entre le gicleur 23 et l'électrovanne modulatrice 22.Soit s1 la section de passage du gicleur 23 et soit s2 la section de passage de l'ouverture de l'électrovanne modulatrice 22. Le débit qui passe à travers la section s2 est égal au débit qui passe à travers la section s1, c'est-à-dire que Or le tiroir 42 est en équilibre sous l'action F du ressort 25 et sous l'action de la pression de pilotage P qui agit sur la p section S du tiroir 41, ctest-à-dire que F = P . S. p donc puisque De ce fait : PL est minimum lorsque s2 8 O, c'est-à-dire lorsque ltélectrovanne modulatrice 22 est fermée et, dans ce cas - PL est maximum lorsque s2 est maximum, ctest-à-dire lorsque l'électrovanne Z modulatrice 22 est ouverte au maximum et, dans ce cas La pression de ligne PL est ainsi ajustée pour garantir le niveau de pression de pilotage P qui est fonction de p l'ouverture de l'électrovanne modulatrice 22. L'électrovanne modulatrice 22 est gérée par un boitier de commande, non représenté sur les figures, qui reçoit les informations vitesses de chacune des sorties de mouvement du différentiel, ctest-à-dire du porte-satellites 4 et du planétaire 5. Le boTtier de commande reçoit également l'information de l'angle du volant de direction du véhicule et l'information du contacteur de freinage. Le bottier de commande peut être un bottier électronique. Un circuit de graissage du dispositif est alimenté en se branchant sur un canal de retour 26 au réservoir qui est branché sur la chambre 27 de la vanne de régulation de pression 21. La vanne de régulation de pression 21 est montée sur le couvercle 28 qui est fixé sur le carter 29. L'alimentation, qui vient de la pompe 18, se fait par une chambre annulaire 30 aménagée dans le couvercle 28. Cette chambre annulaire 30 débouche sur le canal d'alimentation 19 de la chambre 20 du vérin hydraulique 7. Le canal d'alimentation 19 a une partie 31 qui est aménagée dans le corps 15 du vérin hydraulique 7 et une partie 32 qui est aménagée dans le couvercle 28. Le canal de retour 26 au réservoir est aménagé, d'une part, dans le couvercle 28 et, d'autre part, dans le corps 15 du vérin hydraulique 7 et dans le moyeu 11. REVDICATIONS 1 - Dispositif de différentiel dont le mouvement rentre par une couronne (1) qui coopère avec des satellites (2, 3) associés à un porte-satellites (4), lesdits satellites (2, 3) engrenant avec un planétaire (5), caractérisé en ce que la sortie de mouvement par le porte-satellites (4) et la sortie de mouvement par le planctaire (5) sont reliées par un embrayage (6) piloté par un système de commande. 2 - Dispositif de différentiel selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'embrayage (6) est du type à disques multiples actionné par un vérin hydraulique (7). 3 - Dispositif de différentiel selon la revendication 2 caractériF; en ce que des disques (8) sont solidaires en rotation avec une cloche (10) liée au porte-satellites (4) les disques (8) coopérant avec des disques (9) solidaires en rotation avec un moyeu (11) lié au planétaire (5) ; les disques (8) et les disques (9) venant en butée sur un contre-plateau (12) sous l'action d'un plateau (13) poussé par le piston (14) du vérin hydraulique (7), dont le corps (15) est solidaire avec le planétaire (5) ; des ressorts de rappel (16) s'appliquant, d'une part, sur le moyeu (11) et, d'autre part, sur une couronne (17) qui agit sur ledit piston (14). 4 - Différentiel selon la revendication 2 caractérisé en ce que le système de commande de l'embrayage comporte une pompe (18) qui débite dans un canal d'alimentation (19) de la chambre (20) du vérin hydraulique (7) ; cette alimentation se faisant à travers une vanne de régulation de pression (21) pilotée par une électrovanne modulatrice (22) ; de manière à générer une pression pilote PPp, entre un gicleur (23) disposé sur une p dérivation (24) du canal d'alimentation (19) immédiatement en amont de la chambre (20) et ladite électrovanne modula trice (22) pour équilibrer l'effort du ressort (25) de la vanne de régulation de pression (21) afin d'obtenir la pression de ligne PL désirée. 5 - Différentiel selon la revendication 4 caractérisé en ce que l'électrovanne modulatrice (22) est gérée par un bottier de commande qui reçoit les informations vitesses de chacune des sorties dudit différentiel, ctest-à-dire du porte-satellites (4) et du planétaire (5) l'information de l'angle du volant de direction du véhicule et l'information du contacteur de freinage. 6 - Différentiel selon la revendication 5 caractérisé en ce que le bottier de commande est un bottier électronique. 7 - Différentiel selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'un circuit de graissage est alimenté en se branchant sur le canal de retour (26) au réservoir de la chambre (27) de la vanne de régulation de pression (21). 8 - Différentiel selon les revendications 3 et 7 caractérisé en ce que la vanne de régulation de pression (21) est montée sur un couvercle (28) fixé sur le carter (29) ; l'alimentation venant de la pompe (18) se faisant par une chambre annulaire (30) aménagée dans le couvercle (28) ; ladite chambre annulaire (30) débouchant sur le canal d'alimentation (19) de la chambre (20) du vérin hydraulique (7), ledit canal d'alimentation (19) ayant une partie (31) aménagée dans le corps (15) du vérin hydraulique (7) et une partie (32) aménagée dans le couvercle (28) ; le canal de retour (26) au réservoir étant aménagé dans le couvercle (28), dans le corps (15) du vérin hydraulique (7) dans le moyeu (11). 9 - Différentiel selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il se monte entre les deux essieux d'un véhicule à quatre roues motrices. 10 - Différentiel selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce qu'il se monte entre les deux roues du meme essieu d'un véhicule automobile.