Brevet FR2922164A1 — publié le 20090417

DISPOSITIF D'ENTRAINEMENT POUR VEHICULES AUTOMOBILES La présente invention concerne un dispositif d'entraînement pour véhicules automobiles avec au moins une transmission différentielle avec sortie longitudinale ou transversale, avec un arbre d'entrée et avec un dispositif de répartition commandée des couples aux deux arbres de sortie. On connaît, par exemple par le document DE 10 2005 010 751 Al ou le document DE 103 17 316 B4, de tels dispositifs d'entraînement avec dispositifs de répartition variable des couples de sortie par exemple sur l'essieu avant et l'essieu arrière du véhicule automobile ou sur la roue droite entraînée et la roue gauche entraînée d'un essieu du véhicule automobile. On utilise ce faisant, dans une construction relativement coûteuse du point de vue de la technique de fabrication, des engrenages planétaires supplémentaires avec rapport variable ou un arbre intermédiaire reliant les deux arbres de sortie par le biais de pignons dentés et des accouplements réglables, qui déplacent le couple de sortie en fonction de paramètres dynamiques de conduite (torque vectoring). L'objet de l'invention consiste à proposer un dispositif d'entraînement de type générique, qui permet une répartition des couples de sortie à réponse rapide en tenant compte de la fonction différentielle et avec des moyens plus simples du point de vue de la technique de fabrication et de commande. Ce problème est résolu selon l'invention en ce que la transmission différentielle est une transmission différentielle autobloquante, connue en soi, et en ce qu'une commande de variation de vitesse de rotation est intégrée dans l'un des arbres de sortie, laquelle modifie la vitesse de rotation côté différentiel de 1:1 dans le sens plus ou moins en fonction de paramètres dynamiques. En variante, des commandes de variation de vitesse de rotation peuvent être intégrées dans les deux arbres de sortie, lesquelles modifient en alternance la vitesse de rotation côté différentiel de 1:1 dans le sens plus ou dans le sens négatif en fonction de paramètres dynamiques de conduite. D'autres développements avantageux de l'invention sont également décrits par la suite. Lors de la conduite dans les règles du véhicule automobile, la fonction de la transmission différentielle autobloquante est connue. La commande de variation de vitesse de rotation a le rapport 1:1 et est donc quasiment sans fonction. Lorsque des différences de vitesse de rotation apparaissent au niveau des arbres de sortie, par exemple dues à des différences au niveau de la chaussée, le couple se déplace de manière connue vers l'arbre de sortie présentant une vitesse de rotation plus faible par le biais de l'effet de blocage. Si un plus grand couple de sortie doit être amené sur la roue d'entraînement à l'extérieur de la courbe lors du passage en courbe pour le soutien dynamique du système d'entraînement ou dans le cas d'un différentiel entre les essieux, sur l'essieu avant ou arrière, alors une différence de vitesse de rotation est introduite par le biais de la commande de variation de vitesse de rotation, qui transfère au différentiel bloquant son effet de blocage et modifie ainsi en conséquence les couples de sortie. L'amorçage de la commande de variation de vitesse de rotation peut être commandé de manière connue en soi en fonction de l'angle de braquage du véhicule automobile, de sa vitesse, de l'angle de lacet, etc. Ce faisant, la commande de variation de vitesse de rotation modifie de préférence la vitesse de rotation de l'arbre de sortie entre 0,8 et 1,2, dans le mode de réalisation alternatif de 1 à 1,2. Le différentiel autobloquant peut être de manière avantageuse un différentiel Torsen � détectant le couple �, qui se distingue par un mode de réponse particulièrement rapide et sensible. En variante, le différentiel autobloquant peut aussi être un viscocoupleur bloquant en cas de différence de vitesse de rotation définie des arbres de sortie. De tels différentiels bloquants sont bien connus de l'état de la technique et ont été testés pour la production en série. La commande de variation de vitesse de rotation peut être de manière préférée un mécanisme d'entraînement à enroulement à action continue, bien que l'utilisation d'autres convertisseurs continus (par exemple transmission toroïdale, engrenage à friction) soit également concevable. En variante, la commande de variation de vitesse de rotation peut être une transmission commutable avec des étages de roue dentée avec un rapport 1:1 et un ou deux rapports modifiant la vitesse de rotation, qui sont commutables par exemple de manière électrique ou hydraulique et par le biais d'accouplements à friction robustes. La transmission différentielle peut être réalisée sous forme de différentiel entre les essieux de sortie longitudinale sur des véhicules automobiles entraînés au niveau de deux essieux, la commande de variation de vitesse de rotation étant intégrée de préférence dans l'arbre de sortie vers l'essieu arrière. De plus ou en variante, la transmission différentielle peut être un différentiel d'essieu avant ou arrière de sortie transversale, dans lequel un ou les deux arbres de sortie sont agencés à proximité immédiate du carter du différentiel du ou des commandes de variation de vitesse de rotation. Deux exemples de réalisation de l'invention sont expliqués plus en détail ci-après avec d'autres détails. On voit sur le dessin que : la figure 1 montre sous forme de schéma fonctionnel un dispositif d'entraînement pour véhicules automobiles avec une transmission différentielle autobloquante et une commande de variation de vitesse de rotation intégrée dans un arbre de sortie ; la figure 2 montre également sous forme de schéma fonctionnel un autre dispositif d'entraînement avec un différentiel autobloquant et deux commandes de variation de vitesse de rotation intégrées dans les deux arbres de sortie, et la figure 3 montre dans une représentation schématique grossière une commande de variation de vitesse de rotation réalisée sous forme de mécanisme d'entraînement à enroulement selon les figures 1 ou 2. La figure 1 représente sous forme de schéma fonctionnel un dispositif d'entraînement 10 pour véhicules automobiles, avec une transmission différentielle autobloquante 12 et une commande de variation de vitesse de rotation 14. La transmission différentielle 12 présente un arbre d'entrée 16, qui est relié en relation d'entraînement de manière connue avec un moteur à combustion interne (ou un moteur électrique) et une boîte de vitesses. La transmission différentielle autobloquante 12 est un différentiel Torsen connu en soi (cf. par exemple entraînement quattro des véhicules de la demanderesse) avec deux arbres de sortie 18, 20 comme éléments de sortie, la commande de variation de vitesse de rotation 14 étant intégrée dans l'arbre de sortie 20 droit sur le dessin. Les arbres de sortie 18, 20 sont reliés du reste en relation d'entraînement avec les roues entraînées (roues avant ou roues arrière) du véhicule automobile par le biais d'arbres de transmission articulés non représentés. La commande de variation de vitesse de rotation 14 continue est selon la figure 3 un mécanisme d'entraînement à enroulement avec deux paires de disques 22, 24 cunéiformes (semblable à une transmission CVT), qui coopèrent en relation d'entraînement par le biais d'une courroie et/ou d'une chaîne 26. Respectivement un disque des paires de disques 22, 24 est disposé de manière axialement mobile par le biais d'un dispositif de réglage non représenté pour le réglage du rapport de transmission, ce qui permet de modifier, de manière connue en soi, le rayon d'enroulement efficace au niveau des paires de disques 22, 24. Le rapport de transmission de la commande de variation de vitesse de rotation 14 est conçue de telle sorte qu'il y a un rapport 1:1 dans la position neutre ; le rapport de transmission peut être modifié en outre en continu de 0,8 (sens moins) à 1,2 (sens plus), la section extérieure de sortie 20b de l'arbre de sortie 20 étant ralentie ou accélérée par rapport à la section d'entraînement 20a. Le déport axial de l'arbre de sortie 20 divisé par la commande de variation de vitesse de rotation 14 est relativement faible en raison de la faible modification de rapport nécessaire de 0,8 à 1,2 et peut être compensé le cas échéant par l'arbre de transmission articulé s'y raccordant (non représenté). La moyenne calculée du déport peut, le cas échéant, être répartie sur les deux arbres de transmission articulés. De plus, la commande de variation de vitesse de rotation 5 14 avec son carter 28 est rapportée directement sur le carter 30 de la transmission différentielle 12. La figure 1 représente la transmission différentielle autobloquante 12 sous forme de différentiel d'essieu avant ou arrière de sortie transversale, les arbres de sortie 18, 20 10 étant reliés comme décrit précédemment aux roues d'entraînement du véhicule automobile par le biais d'arbres de transmission articulés. Lors de la conduite dans les règles du véhicule automobile, la commande de variation de vitesse de rotation 15 14 est réglée avec le rapport de vitesse de rotation 1:1 et est donc sans fonction. En cas d'apparition de différences de vitesse de rotation entre les arbres de sortie 18, 20, par exemple en raison de coefficients d'adhérence inégaux de la chaussée, le différentiel Torsen 12 agit de manière 20 autobloquante et/ou amène de plus en plus le couple de sortie sur l'arbre de sortie 18 ou 20 tournant plus lentement ; ceci correspond à la fonction habituelle de transmissions différentielles autobloquantes. Si lors du passage en courbe, un plus grand couple de 25 sortie doit être mis à disposition au niveau de la roue d'entraînement à l'extérieur de la courbe, par exemple pour le soutien dynamique du véhicule, l'arbre de sortie 20, par exemple, est ralenti ou accéléré conformément aux paramètres dynamiques, tels l'angle de braquage de la direction du 30 véhicule automobile, la vitesse, l'angle de lacet, etc., par amorçage de la commande de variation de vitesse de rotation 14, de telle sorte que le différentiel Torsen autobloquant 12 se déclenche et fournit un couple de sortie augmenté sur l'arbre de sortie 18 ou 20. Ceci augmente par exemple sensiblement l'agilité en courbe du véhicule. La figure 2 représente une variante du dispositif d'entraînement 10', qui n'est décrit que dans la mesure où il se distingue sensiblement du mode de réalisation selon la figure 1. Les pièces de fonction identique portent les mêmes repères. Selon la figure 2, des commandes de variation de vitesse de rotation 14' sont intégrées dans les deux arbres de sortie 18, 20, qui sont réalisées essentiellement conformément à la figure 3 sous forme de mécanismes d'entraînement à enroulement. Les rapports de transmission de ces mécanismes d'entraînement à enroulement ne sont cependant réglables que dans la même direction, autrement dit dans le sens positif ou négatif. Dans le présent exemple de réalisation les rapports de transmission sont réglables dans le sens plus entre 1:1 et 1,2. De manière divergente à la figure 1, il est donc possible d'accélérer soit l'arbre de sortie 18 soit l'arbre de sortie 20, en fonction de paramètres dynamiques, pour augmenter le couple de sortie respectif au niveau de la roue entraînée à l'extérieur de la courbe. Le cas échéant, l'arbre de sortie 18 ou l'arbre de sortie 20 peuvent aussi être ralentis. La transmission différentielle autobloquante 12 peut aussi être réalisée sous forme de différentiel entre les essieux de sortie longitudinale sur un véhicule à quatre roues motrices. Par conséquent, l'arbre d'entrée du différentiel 12 serait un arbre creux 32 (représenté en pointillés dans la figure 1), qui est entraîné par le biais d'une roue dentée d'entraînement 34 de la boîte de vitesses non représentée du véhicule automobile. De plus, l'arbre de sortie 18 est relié, de manière non représentée, en relation d'entraînement à la transmission différentielle pour les roues entraînées avant du véhicule automobile et l'arbre de sortie 20 à la transmission différentielle pour les roues entraînées arrière du véhicule automobile, par exemple par le biais d'un arbre à Cardan. La commande de variation de vitesse de rotation 14 selon la figure 3 est intégrée dans l'arbre de sortie 20 comme représenté dans la figure 1. Un amorçage de la commande de variation de vitesse de rotation 14 dépendant de paramètres dynamiques comme décrit précédemment permet à son tour de ralentir ou d'accélérer la section 20b de l'arbre de sortie 20 par rapport à la section 20a, avec le déplacement de couple de sortie qui y est associé sur le différentiel d'essieu avant ou arrière du véhicule automobile. L'invention ne se limite pas aux exemples de réalisation décrits. Ainsi, une transmission commutable avec jeux de roues dentées et accouplements à friction peut aussi être utilisée comme décrit précédemment, le cas échéant à la place du mécanisme d'entraînement à enroulement 14 ou 14' continu, pour la mise à disposition d'un rapport 1:1 et d'un ou de deux rapports modifiant la vitesse de rotation. Le différentiel autobloquant 12 peut être réalisé en variante avec un viscocoupleur de construction connue en soi, dont la valeur de blocage est accordée sur les rapports de transmission réglés de la commande de variation de vitesse de rotation 14. Pour finir, le véhicule automobile peut présenter aussi bien une transmission différentielle autobloquante 12 de sortie longitudinale qu'une transmission différentielle autobloquante de sortie transversale avec commandes de variation de vitesse de rotation 14 dans les arbres de sortie 18, 20 respectifs dont le fonctionnement est accordé l'une sur l'autre conformément aux paramètres dynamiques. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'entraînement pour véhicules automobiles avec au moins une transmission différentielle avec sortie longitudinale ou transversale, avec un arbre d'entrée et avec un dispositif de répartition commandée des couples aux deux arbres de sortie, caractérisé en ce que la transmission différentielle est une transmission différentielle autobloquante (12) et en ce qu'une commande de variation de vitesse de rotation (14) est intégrée dans l'un des arbres de sortie (18, 20), laquelle modifie la vitesse de rotation côté différentiel de 1:1 dans le sens plus ou moins en fonction de paramètres dynamiques de conduite. 2. Dispositif d'entraînement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la commande de variation de vitesse de rotation (14) modifie la vitesse de rotation de l'arbre de sortie (20) entre 0,8 et 1,2. 3. Dispositif d'entraînement pour véhicules automobiles avec au moins une transmission différentielle avec sortie longitudinale ou transversale, avec un arbre d'entrée et avec un dispositif de répartition commandée des couples aux deux arbres de sortie, caractérisé en ce que la transmission différentielle est une transmission différentielle autobloquante (12) et en ce que des commandes de variation de vitesse de rotation (14') sont intégrées dans les deux arbres de sortie (18, 20), lesquelles modifient en alternance la vitesse de rotation côté différentiel de 1:1 dans le sens plus ou dans le sens négatif en fonction de paramètres dynamiques.30 4. Dispositif d'entraînement selon la revendication 3, caractérisé en ce que les commandes de variation de vitesse de rotation (14') modifient la vitesse de rotation respective des arbres de sortie (18, 20) entre 1 et 1,2. 5. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le différentiel autobloquant (12) est un différentiel Torsen. 10 6. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 4, caractérisé en ce que le différentiel autobloquant (12) est un viscocoupleur bloquant en cas de différence de vitesse de rotation des arbres de sortie (18, 20). 15 7. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la commande de variation de vitesse de rotation (14 ; 14') est un mécanisme d'entraînement à enroulement à action continue. 20 8. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 6, caractérisé en ce que la commande de variation de vitesse de rotation est une transmission commutable avec un rapport 1:1 et un ou deux 25 rapports modifiant la vitesse de rotation. 9. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la transmission différentielle (12) est un différentiel entre 30 les essieux de sortie longitudinale sur des véhicules automobiles entraînés au niveau de deux essieux et en ce qu'une commande de variation de vitesse de rotation (14) est intégrée dans l'arbre de sortie (20) vers l'essieu arrière.5 10. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la transmission différentielle (12) est un différentiel d'essieu avant ou arrière de sortie transversale, dans lequel l'un ou les deux arbres de sortie (18, 20) sont agencés à proximité immédiate du carter du différentiel (30) du ou des commandes de variation de vitesse de rotation (14 ; 14').