Brevet FR2620663A1 — publié le 19890324

SYSTEME DE SELECTION DU MODE DE TRANSMISSION POUR UN VEHICULE MOTORISE A QUATRE ROUES MOTRICES La présente invention se rapporte à un système de sélection du mode de transmission pour un véhicule mo- torisé à quatre roues motrices, comportant un système de transmission capable d'entraîner un mécanisme d'entraîne- ment des roues avant et un mécanisme d'entraînement des roues arrière et, de façon plus particulière, un système de sélection du mode de transmission, pour un véhicule mo- torisé à quatre roues motrices, comportant un système de transmission comprenant un embrayage pour interconnecter substantiellement rigidement les mécanismes de l'entraine- ment des roues avant et des roues arrière pour transmettre un couple relatif entre ce mécanisme d'entraînement des roues avant et des roues arrière. La publication japonaise de modèle d'utilité sou- mise à examen public N 58 188731 décrit un véhicule moto- risé à quatre roues motrices (4WD) dans lequel les roues avant et roues arrière sont couplées substantiellement ri- gidement les unes aux autres par l'intermédiaire d'un sys- tème de transmission qui comporte un accouplement par fluide visqueux, le système de transmission comportant également un embrayage, disposé entre les roues avant et les roues arrière, que l'on peut débrayer pour inter- rompre la transmission de la puissance motrice aux roues arrière lorsque l'on freine le véhicule motorisé. En interrompant ainsi la transmission de la puis- sance motrice aux roues arrière lorsque l'on applique le frein, on empêche de modifier la distribution des forces de freinage sur les roues avant et sur les roues arrière pendant la marche du véhicule du fait de la capacité dif- férentielle limitée de l'accouplement à fluide visqueux. Dans certains véhicules motorisés à quatre roues motrices à transmission automatique, employant un tel em- brayage, les roues avant sont directement couplées au mo- teur et la puissance motrice provenant du moteur est transmise aux roues arrière par l'intermédiaire de l'em- brayage. Si l'on appuie sur la pédale de l'accélérateur tout en appuyant sur la pédale de frein, on applique le frein et la transmission de la puissance motrice aux roues arrière est interrompue. Par conséquent la puissance mo- trice n'est transmise qu'aux roues avant et la vitesse de rotation des roues arrière est fortement abaissée en comparaison de celle des roues avant, comme représenté sur la figure 5 des dessins joints. Du fait qu'il y a une vi- tesse de rotation différentielle assez importante entre les roues avant et les roues arrière même après que l'on a relâché le frein, si l'embrayage est constitué d'un cra- botage, il n'est pas possible d'embrayer immédiatement le crabotage du fait de cette différence de rotation. Au vu des inconvénients des véhicules motorisés à quatre roues motrices conventionnels, un but de la pré- sente invention est de proposer un système de sélection du mode de transmission, pour un véhicule motorisé à quatre roues motrices, qui comporte un embrayage tel qu'un crabotage capable de faire passer sans acoups le mode de transmission, d'un mode toutes roues motrices à un mode roues avant motrices ou roues arrière motrices ou vice versa. Un autre but de la présente invention est de pro- poser un système de sélection du mode de transmission, pour un véhicule motorisé à quatre roues motrices, qui comporte un crabotage que l'on peut faire passer sans à-coups d'une condition débrayée provoquée par le fait que l'on freine le véhicule, à une condition embrayée, de façon à pouvoir éliminer tout retard en repassant dans le mode de transmis- sion a quatre roues motrices pour accélérer à nouveau le véhicule. Selon la présente invention, on propose un sys- tème de sélection du mode de transmission pour véhicule motorisé à quatre roues motrices, caraczerisé en ce qu'il comporte: un système de transmission pour entraîner un mé- canisme d'entraînement du premier essieu et un mécanisme d'entraînement du second essieu; un moyen formant em- brayage connectant, sélectivement et rigdaement, les mé- canismes d'entraînement du premier et du second essieux par l'intermédiaire du système de transmission pour trans- mettre un couple relatif entre les mécanlsmes d'entraîne- ment du premier et du second essieux et déconnectant les mécanismes d'entraînement du premier et du second essieux; un moyen de détecter la manoeuvre du frein pour détecter la manoeuvre du frein du véhicule motor:sé; un moyen de détecter la manoeuvre de l'accélérateur pcur détecter la manoeuvre d'un accélérateur du véhicule mztorisé; et un moyen de commande, sensible aux signaux eétectés en pro- venance du moyen de détection de la man:euvre du frein et du moyen de détection de la manoeuvre de ''accélérateur, pour envoyer un signal de débrayage au ryven formant em- brayage pour déconnecter les mécanismes d'entraînement du premier et du second essieux lorsque les signaux détec- tés indiquent que l'on manoeuvre le frein et que l'on ne manoeuvre pas l'accélérateur. Les buts, détails et avantages ci-dessus, ainsi que d'autres, de la présente invention ressortiront de la description détaillée qui suit de ses réalisations préfé- rées, lues en liaison avec les dessins lolnts. La figure 1 est une vue en plan schématique d'un système de sélection du mode de trans-ission pour véhi- cule motorisé à quatre roues motrices ccnforme à une réa- lisation de la présente invention. La figure 2 est une vue en plan schématique d'un système de sélection du mode de transmission pour un véhi- cule motorisé à quatre roues motrices cznforme à une va- riante. La figure 3 est un ordinogramme d'une séquence de commande pour embrayer et débrayer un embrayage dans le système de sélection du mode de transmission en réponse à la manoeuvre du frein et à la manoeuvre de l'accéléra- teur. La figure 4 est un graphique montrant la fa- çon dont les vitesses des roues avant et des roues ar- rière varient en fonction du temps pendant que l'embrayage est commandé par la séquence de commande représentée sur la figure 3, en particulier après que l'embrayage est dé- brayé par suite de la manoeuvre du frein et jusqu'à ce que l'embrayage soit embrayé par suite de la manoeuvre de l'accélérateur; et La figure 5 est un graphique montrant comment les vitesses des roues avant et arrière varient en fonc- tion du temps lorsque, dans un système conventionnel de sélection du mode de transmission, l'embrayage est comman- dé lorsque l'on applique le frein, puis on le relâche. Les parties identiques ou correspondantes sont désignées par des chiffres de référence identiques ou correspondants sur toutes les figures. La figure 1 représente schématiquement un sys- tème de sélection du mode de transmission pour un véhicule motorisé à quatre roues motrices. Le véhicule motorisé à quatre roues motrices présente un ensemble formant arbre de transmission 10 qui s'étend longitudinalement à tra- vers le centre du véhicule motorisé et qui comporte un premier arbre de transmission 5, un second arbre de trans- mission 6, et un troisième arbre de transmission 7. Le premier arbre de transmission 5, situé dans une portion avant de l'ensemble formant arbre de transmission 10, est opérationnellement couplé à un arbre de sortie 2 d'une source de puissance motrice 1, comportant un moteur et une boite de vitesses, par l'intermédiaire d'un accouple- ment tel qu'un mécanisme à engrenages comprenant des en- grenages coniques 3, 4, de façon que la puissance motrice provenant de la source de puissance motrice 1 puisse être transmise par l'intermédiaire de l'accouplement, au pre- mier arbre de transmission 5. Le premier arbre de trans- mission 5 a son extrémité avant couplée à un mécanisme d'entraînement des roues avant ou à un mécanisme d'entraî- nement d'un essieu des roues avant. Le mécanisme d'entraî- nement des roues avant comporte un différentiel avant 11 connecté à l'extrémité avant du premier arbre de transmis- sion 5 et deux essieux d'entraînement 12 s'étendant laté- ralement, depuis le différentiel avant 11, et couplés aux roues avant 13, respectivement. L'extrémité arrière du premier arbre de trans- mission 5 est couplée, par l'intermédiaire d'un accouple- ment 8 à fluide visqueux servant de différentiel central, au second arbre de transmission 6. Le second arbre de transmission 6 a son extrémité arrière couplée au troisième arbre de transmission 7 par l'intermédiaire d'un moyen d'em- brayage comportant un actionneur, c'est-à-dire un crabo- tage 9 dans cette réalisation. L'extréeité arrière du troi- sième arbre de transmission 7 est couplée à un mécanisme d'entraînement des roues arrière ou à un mécanisme d'en- traînement d'un essieu des roues arrière. Le mécanisme d'entraînement des roues arrière comporte un différentiel arrière 14 et deux essieux d'entraînement 15 s'étendant Laté- ralement depuis le différentiel arrière 14 et couplés aux roues arrière 16, respectivement. Le véhicule présente éga- lement une pédale de frein 17 et une pédale d'accélérateur 18. L'ensemble formant arbre de transmission 10 et la source de puissance motrice 1 pour transmettre la puissance motrice à l'ensemble formant arbre de transmis- sion 10 par l'intermédiaire du mécanisme à engrenages cons- tituent ensemble un système de transmission pour entraîner les mécanismes d'entraînement des roues avant et arrière, c'est-à-dire les roues avant et arrière 13, 16. Le système de sélection du mode de transmission comporte un moyen de commande constitué d'un ordinateur (Unité Centrale de Trai- tement CPU) 21 monté sur le véhicule, l'ordinateur 21 re- cevant un signal détecté B en provenance d'un moyen 22 de détection de la manoeuvre du frein associé à la pédale de frein 17 pour détecter la manoeuvre du frein, et un si- gnal détecté A en provenance d'un moyen 23 de détection de la manoeuvre de l'accélérateur associée à la pédale d'accélérateur 18 pour détecter la manoeuvre de l'accé- lérateur. L'ordinateur 21 commande l'embrayage et le dé- brayage du crabotage 9 sur la base des signaux détectés A, B. En service, comme représenté sur la figure 3, l'ordinateur 21 détermine, au pas Pl, si le signal A prove- nant de l'accélérateur indique que l'on appuie ou non sur l'accélérateur. Si le signal A indique que l'on n'appuie pas sur l'accélérateur, la commande passe au pas P2. SI le signal A indique que l'on appuie sur l'accélérateur, alors l'ordinateur 21 maintient embrayé le crabotage 9. Le pas P2 détermine si le signal B provenant du frein in- dique que l'on appuie ou non sur le frein. Si le signa_ B provenant du frein indique que l'on appuie sur le frein, alors, au pas P3, l'ordinateur 21 émet un signal pour dé- brayer le crabotage 9.S lesignal B provenant du frein in- dique que l'on n'appuie pas sur le frein, l'ordinateur 21 maintient embrayé le crabotage 9. Par conséquent, si l'on appuie sur le frein et non sur l'accélérateur, le crabetage 9 est débrayé pour n'entraîner que les roues avant 13. Autrement, par exemple si l'on appuie sur le frein et sur l'accélérateur, le cra- botage 9 reste embrayé, au contraire du débrayage ci- dessus, pour permettre au véhicule de rouler en mode à quatre roues motrices dans lequel les roues avant et ar- rière 13, 16 sont substantiellement rigidement couplées les unes aux autres par l'intermédiaire de l'accoupLement 8 à fluide visqueux disposé dans le système de transmission entre les mécanismes d'entraînement des roues avant et des roues arrière. Conformément à la séquence des commandes mentionnée ci-dessus pour l'embrayage et le débrayage du crabotage, si l'on appuie tout d'abord sur la pédale de frein 17 pour débrayer le crabotage 9, puis si l'on ap- puie sur la pédale d'accélérateur 18, comme représenté sur la figure 4, alors que le véhicule roule, le crabo- tage 9 embraie à nouveau pour ramener sans à-coups le signal de transmission en mode à quatre roues motrices. De façon plus spécifique, si l'on n'appuie pas sur l'accélérateur, et si l'on appuie sur le frein, le crabotage 9 débraie. On choisit généralement la dis- tribution des forces de freinage sur les roues avant et arrière de façon que des forces de freinage plus fortes soient appliquées sur les roues avant que sur les roues arrière. De cette façon, lorsque l'on freine le véhicule en marche, la vitesse de rotation des roues avant diminue plus rapidement que la vitesse de rotation des roues ar- rière. Si l'on appuie sur la pédale d'accélérateur, 18 tout en maintenant enfoncée la pédale de frein 17, l'ac- célérateur opère à nouveau, ce qui fait que l'ordinateur 21 produit un signal pour embrayer le crabotage 9. Si la vitesse de rotation différentielle entre les roues avant et arrière à cet instant est faible comme représenté sur la figure 4, il est facile d'embrayer le crabotage 9. On peut donc éliminer le retard, éprouvé conventionnellement, lorsque l'on ramène le système de transmission en mode à quatre roues motrices pour accélérer à nouveau le véhicule après l'avoir freiné. Dans la réalisation représentée sur la figure 1, l'accouplement 8 à fluide visqueux est employé comme différentiel central dans l'ensemble fOrmant arbre de transmission 10. Toutefois, selon une modification repré- sentée sur la figure 2, un système de transmission 20 ne comporte pas l'accouplement 8 à fluide visqueux ni le se- cond arbre de transmission 6, et le différentiel arrière 14 (figure 1) est remplacé par un accouplement 19 à fluide visqueux qui sert également de différentiel central. Les moyens de détection 22, 23 peuvent être placés en toutes autres positions désirées que celles représentées et être de toutes structures convenables. La présente invention peut également s'appliquer à un véhicule à quatre roues motrices dans lequel ce sont les roues arrière qui scnt les roues toujours motrices et les roues avant qui ne le sont pas. Avec la présente invention, telle que décrite ci-dessus, dans le véhicule à quatre roues motrices avec crabotage incorporé dans le système de transmission qui interconnecte substantiellement rigidement les roues avant et les roues arrière, ce n'est que lorsque le signal dé- tecté en provenance du moyen de détection de la manoeuvre du frein indique que l'on manoeuvre le frein et que le si- gnal détecté en provenance du moyen de détection de la manoeuvre de l'accélérateur indique que l'on ne manoeuvre pas l'accélérateur que le crabotage peut débrayer, sinon le crabotage ne peut pas débrayer c'est-à-dire reste em- brayé. Par conséquent, si l'on appuie simultanément sur la pédale de frein et sur la pédale d'accélérateur dans un véhicule à quatre roues motrices à transmission auto- matique dans lequel les roues avant sont directement cou- plées au moteur et dans lequel la puissance motrice est transmise aux roues arrière par l'intermédiaire du crabo- tage, le véhicule est maintenu en mode à quatre roues motrice dans lequel les roues avant et les roues arrière sont couplées substantiellement rigidement les unes aux autres. Si l'on appuie seulement sur le frein alors que le véhicule roule, le crabotage débraie pour empêcher que puisse varier la distribution des forces de freinage sur les roues avant et sur les roues arrière. En outre, si, tout en maintenant enfoncée la pédale de frein, on ap- puie ensuite sur la pédale d'accélérateur, le système de transmission est ramené sans à-coups en mode à quatre roues motrices. Bien que l'on ait décrit ce que l'on consi- dère actuellement comme étant les réalisations préférées de la présente invention, on comprendra que l'invention peut être mise en oeuvre sous d'autres formes spécifi- ques sans s'écarter de ses caractéristiques essentielles. Les présentes réalisations ne doivent donc être considé- rées sous tous leurs aspects qu'à titre d'illustration et non de limitation. L'objet de l'invention est indiqué par les revendications jointes plutôt que par la descrip- tion ci-dessus. REVENDICATIONS 1. Système de sélection du mode de transmission pour véhicule motorisé à quatre roues motrices, caracté- risé en ce qu'il comporte: un système de transmission pour entraîner un mécanisme d'entraînement du premier essieu et un mécanis- me d'entraînement du second essieu; un moyen formant embrayage (9) connectant, sé- lectivement et rigidement, lesdits mécanismes d'entraîne- ment du premier et du second essieux par l'intermédiaire dudit système de transmission pour transmettre un couple relatif entre les mécanismes d'entraînement du premier et du second essieux et déconnectant lesdits mécanismes d'en- traînement du prermier et du second essieux; un moyen (22) de détecter la manoeuvre du frein pour détecter la manoeuvre d'un frein du véhicule motori- seé un moyen (23) de détecter la manoeuvre de l'ac- célérateur pour détecter la manoeuvre d'un accélérateur du véhicule motorisé; et un moyen (21) de commande, sensible aux signaux détectés en provenance dudit moyen (22) de détection de la manoeuvre du frein et dudit moyen (23) de détection de la manoeuvre de l'accélérateur, pour envoyer un signal de débrayage audit moyen (9) formant embrayage pour déconnec- ter lesdits mécanismes d'entraînement du premier et du second essieux lorsque lesdits signaux détectés indiquent que l'on manoeuvre ledit frein et que l'on ne manoeuvre pas ledit accélérateur. 2. Système de sélection du mode de transmission selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen (21) de commande comporte un moyen pour envoyer un signal d'embrayage audit moyen (9) formant embrayage pour connecter lesdits mécanismes d'entraînement du premier et du second essieux lorsqu'au moins le signal détecté, en 1l provenance dudit moyen (23) de détection de la manoeuvre de l'accélérateur, indique que l'on manoeuvre L'accélé- rateur. 3. Système de sélection du mode de transmission selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit système de transmission comporte une source de puissance motrice (1) comprenant au moins un moteur et une boîte de vitesses pour produire la puissance motrice, un en- semble formant arbre de transmission (10) qui est couplé à ladite source de puissance motrice (1) dont les extré- mités opposées sont respectivement connectées auxdits mécanismes d'entraînement du premier et du second essieux, pour transmettre la puissance motrice, depuis ladite source de puissance motrice (1), auxdits mécanismes d'entraîne- ment du premier et du second essieux, ainsi qu'un accou- plement (8) à fluide visqueux disposé dans ledit ensem- ble formant arbre de transmission (10), ledit moyen d'em- brayage étant constitué d'un crabotage (9) disposé dans ledit ensemble formant arbre de transmission (10). 4. Système de sélection du mode de transmission selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit mécanisme d'entraînement du premier essieu comporte un premier différentiel (11) auquel la puissance motrice pro- venant de ladite source de puissance motrice (1) peut être directement appliquée à tout moment par l'intermé- diaire dudit ensemble formant arbre de transmission (10), ainsi qu'un premier essieu (12) d'entrainement des roues couplé audit premier différentiel (11); ledit mécanisme d'entraînement du second essieu étant constitué d'un se- cond essieu (15) d'entraînement des roues, qui peut être entraîné en rotation par la puissance motrice qui pro- vient de ladite source de puissance motrice (1) et qui est appliquée, depuis ledit ensemble formant arbre de transmission (10), par l'intermédiaire d'au moins ledit crabotage (9). 5. Système de sélection du mode de transmission selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit mécanisme d'entraînement du second essieu comporte un second différentiel (14) auquel la puissance motrice pro- venant de ladite source de puissance motrice (1) peut être appliquée, depuis ledit ensemble formant arbre de transmission (10), par l'intermédiaire dudit crabotage (9). 6. Système de sélection du mode de transmis- sion selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit accouplement (19) à fluide visqueux est employé comme dit second différentiel.