Brevet FR2937915A1 — publié le 20100507

DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne de manière générale la chaîne cinématique des véhicules automobiles possédant plus de deux roues motrices. Elle concerne plus particulièrement un véhicule automobile comportant un groupe moto-propulseur, un train de roues principal, un dispositif principal de transfert de la puissance du groupe moto-propulseur vers ledit train de roues principal, un train de roues secondaire, un dispositif secondaire de transfert de la puissance du groupe moto-propulseur vers ledit train de roues secondaire comportant un module de transfert, un arbre de transmission longitudinal, un pont secondaire et des arbres secondaires de transmission latéraux, ainsi que des premiers moyens de découplage dudit pont secondaire par rapport audit train de roues secondaire. ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE Dans un véhicule automobile du type précité, c'est-à-dire possédant plus de deux roues motrices, le moteur du groupe moto-propulseur est relié aux trains de roues principal et secondaire par deux chaînes cinématiques respectivement appelées ici dispositif principal et dispositif secondaire de transfert de puissance. Afin de réduire la consommation en carburant et les émissions polluantes du véhicule, on connaît des dispositifs permettant au conducteur de choisir entre un mode de roulage utilisant la motricité du seul train de roues principal et un mode de roulage utilisant la motricité de tous les trains de roues. Un tel dispositif comporte par exemple un organe de déconnexion interposé entre le groupe moto-propulseur et le train de roues secondaire. Cette déconnexion génère une réduction des frottements induits par le dispositif secondaire de transfert de puissance. Il s'avère toutefois que les performances d'un tel dispositif en termes de gain de consommation de carburant et de réduction de rejets d'éléments polluants dans l'atmosphère ne sont pas optimales. OBJET DE L'INVENTION Le but de la présente invention est de proposer un nouveau véhicule automobile présentant, en mode de roulage utilisant la motricité du seul train de roues principal, une consommation en carburant réduite et des rejets d'éléments moindres par rapport au mode de roulage utilisant la motricité des deux trains de roues. A cet effet, on propose selon l'invention un véhicule automobile tel que défini en introduction, qui comporte des seconds moyens de découplage dudit groupe moto-propulseur par rapport à l'arbre de transmission longitudinal dudit dispositif secondaire de transfert. Ainsi, grâce à l'invention, lorsque le conducteur le souhaite ou lorsque les conditions de motricité le permettent, les premiers et seconds moyens de découplage permettent de déconnecter tout ou partie des éléments tournants du dispositif secondaire de transfert de puissance, à savoir en particulier le pont secondaire et l'arbre de transmission longitudinal. Ainsi, lorsque ces éléments sont déconnectés, ils s'arrêtent de tourner et n'induisent plus de frottements, ce qui permet de sensiblement réduire la consommation en carburant du véhicule automobile et, partant, le volume d'éléments polluants rejetés dans l'atmosphère par le groupe moto-propulseur. D'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du véhicule automobile conforme à l'invention sont les suivantes : - le module de transfert comportant un arbre de renvoi, un pignon d'entrée et un pignon de sortie, les seconds moyens de découplage comportent un organe de déconnexion qui est interposé entre l'arbre de renvoi et le pignon d'entrée et qui est logé à l'intérieur d'un carter du groupe moto-propulseur ; - en variante, les seconds moyens de découplage comportent un organe de déconnexion interposé entre le module de transfert et l'arbre de transmission longitudinal ; - lesdits arbres secondaires de transmission latéraux raccordant le pont secondaire audit train de roues secondaire, les premiers moyens de découplage comportent deux organes de déconnexion respectivement interposés entre les roues dudit train de roues secondaire et les arbres secondaires de transmission latéraux ; - en variante, lesdits arbres secondaires de transmission latéraux raccordant le pont secondaire audit train de roues secondaire, les premiers moyens de découplage comportent deux organes de déconnexion qui sont respectivement interposés entre les arbres secondaires de transmission latéraux et le pont secondaire et qui sont logés à l'intérieur d'un carter du pont secondaire ; - chaque organe de déconnexion comporte exclusivement deux états stables, dont un état couplé dans lequel il solidarise en rotation les deux éléments entre lesquels il est interposé, et un état découplé dans lequel il désolidarise en rotation ces deux éléments ; - les organes de déconnexion des premiers moyens de découplage fonctionnent de manière autonome, par inversion de couple ; - en variante, chaque organe de déconnexion est piloté par des moyens de pilotage électroniques ; - en variante, chaque organe de déconnexion est piloté par des moyens de pilotage électro-hydrauliques ; - en variante, chaque organe de déconnexion est piloté par des moyens de pilotage hydrauliques ; - en variante, chaque organe de déconnexion est piloté par des moyens de pilotage pneumatiques ; - en variante, chaque organe de déconnexion est piloté par des moyens de pilotage électro-pneumatiques ; - en variante, chaque organe de déconnexion est piloté par des moyens de pilotage magnétiques ; - en variante, chaque organe de déconnexion est piloté par des moyens de pilotage électro-magnétiques ; - les moyens de pilotage comportent une commande bistable accessible au conducteur et des moyens d'actionnement pour changer simultanément chaque organe de déconnexion d'état, en fonction de la positon de la commande bistable ; - en variante, les moyens de pilotage comportent un calculateur apte à relever au moins une donnée caractéristique des conditions de motricité du véhicule automobile dans son environnement et des moyens d'actionnement pour changer simultanément chaque organe de déconnexion d'état, en fonction de chaque donnée. DESCRIPTION DÉTAILLÉE D'UN EXEMPLE DE RÉALISATION La description qui va suivre, en regard des dessins annexés, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Sur les dessins annexés : - la figure 1 est une vue schématique d'un véhicule automobile selon l'invention, et plus particulièrement de sa chaîne cinématique de transmission de puissance depuis le moteur vers ses quatre roues motrices, et - les figures 2 à 4 sont des vues schématiques de variantes de réalisation du véhicule automobile de la figure 1. En préliminaire, on notera que d'une figure à l'autre, les éléments identiques ou similaires des variantes de réalisation de l'invention seront, dans la mesure du possible, référencés par les mêmes signes de référence et ne seront pas décrits à chaque fois. Sur les figures 1 à 4, on a représenté un véhicule automobile 1 qui comporte un train principal de roues motrices 31G, 31D comprenant ici deux roues avant, et un train secondaire de roues motrices 71G, 71D comprenant ici deux roues arrière. Dans ce véhicule, les roues arrière 71G, 71D sont adaptées à être débrayées (c'est-à-dire laissées libres en rotation) pour réduire la consommation en carburant du véhicule. En variante, on pourra au contraire prévoir que les roues arrière soient constamment motrices et que les roues avant soient débrayables. Ici, ce véhicule automobile 1 comporte un groupe moto-propulseur 2 situé en partie avant du véhicule. Ce groupe moto-propulseur 2 comporte un bloc- moteur 10 pourvu d'un vilebrequin, et une boîte de vitesses 20. Le carter de cette boîte de vitesses 20 loge intérieurement un embrayage 21, un arbre primaire 22, un arbre secondaire 23 et un différentiel avant 24. L'embrayage 21 permet de solidariser ou de désolidariser en rotation le vilebrequin du bloc-moteur 10 et l'arbre primaire 22 de boîte de vitesses 20. L'arbre secondaire 23 est entraîné en rotation par l'arbre primaire 22 et porte un pignon de sortie qui engrène avec un pignon équipant le différentiel avant 24. Ce différentiel avant 24, qui est donc entraîné en rotation par l'arbre secondaire 23, transmet la puissance du moteur 10 aux roues avant 31G, 31D au moyen d'un dispositif principal de transfert et aux roues arrière 71G, 71D au moyen d'un dispositif secondaire de transfert 3. Il présente à cet effet deux axes de sorties latérales et un engrenage extérieur. Le dispositif principal de transfert comporte à cet effet deux arbres de transmission latéraux qui raccordent respectivement les deux axes de sorties latérales du différentiel avant 24 aux deux roues avant 31G, 31D. Comme le montrent les figures 1 à 4, ces arbres de transmission latéraux avant 30G, 30D sont chacun équipés de deux joints de transmission 32G, 32D, tels que des joints de cardan. Le dispositif secondaire de transfert 3 comporte quant à lui un module de transfert 40, un arbre de transmission longitudinal 50, un pont arrière 60 et des arbres de transmission latéraux arrière 70G, 70D. Le module de transfert 40 comporte un arbre de renvoi 25 qui porte, à l'une de ses extrémités, un pignon qui engrène constamment l'engrenage extérieur du différentiel avant 24, et, à son extrémité opposée, un pignon conique d'entrée 41. II comporte de plus un carter qui loge ce pignon conique d'entrée 41 et un pignon conique de sortie 42 engrené avec le pignon conique d'entrée 41. Ce pignon conique de sortie 42 est raccordé à une extrémité avant de l'arbre de transmission longitudinal 50. L'arbre de transmission longitudinal 50 s'étend quant à lui sous le véhicule automobile 1, depuis le module de transfert 40 jusqu'au niveau du pont arrière 60. II est équipé de trois joints de transmission 51. Le pont arrière 60 est équipé d'un coupleur 61 électro-mécanique, et d'un différentiel arrière 63 qui permet de répartir le couple provenant de l'arbre de transmission longitudinal 50 vers les deux roues arrière 71G, 71D. Le coupleur 61 présente un axe d'entrée solidaire en rotation de l'arbre de transmission longitudinal 50 et un arbre de sortie pourvu d'un pignon conique d'entrée 62 qui engrène un engrenage conique de sortie porté par le différentiel arrière 63. Ce coupleur 61 est piloté par un dispositif de pilotage électronique embarqué dans le véhicule automobile 1 afin de moduler le couple transmis aux roues arrière 71G, 71D par rapport au couple transmis aux roues avant 31G, 31D. Le différentiel arrière 63, qui est donc entraîné en rotation par l'arbre de sortie du coupleur 61, présente deux axes de sorties latérales qui sont raccordés aux arbres de transmission latéraux arrière 70G, 70D. Ces arbres de transmission latéraux arrière 70G, 70D sont quant à eux raccordés aux roues arrière 71G, 71D du véhicule automobile et sont chacun équipés de deux joints de transmission 72G, 72D. Pour désolidariser en rotation le pont arrière 60 des roues arrière 71G, 71D, le véhicule automobile 1 comporte des premiers moyens de découplage 80G, 80D. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, comme le montrent les figures 1 à 4, pour désolidariser en rotation le groupe moto-propulseur 2 de l'arbre de transmission longitudinal 50, le véhicule automobile 1 comporte en outre des seconds moyens de découplage 80. Préférentiellement, comme le montre la figure 1, les premiers moyens de découplage comportent deux organes de déconnexion arrière 80G, 80D, dont l'un 80G est interposé entre la roue arrière gauche 71G et l'arbre de transmission latéral arrière gauche 70G et dont l'autre 80D est interposé entre la roue arrière droite 71D et l'arbre de transmission latéral arrière droit 70D. Préférentiellement encore, les seconds moyens de découplage comportent un organe de déconnexion avant 80 qui est interposé entre l'arbre de renvoi 25 et le pignon conique d'entrée 41 du module de transfert 40 et qui est logé à l'intérieur du carter de la boîte de vitesses 20 afin d'être protégé. Ces organes de déconnexion avant et arrière 80, 80G, 80D permettent, lorsque le véhicule automobile est en mode de roulage deux roues motrices, de déconnecter le groupe moto-propulseur 2 de l'ensemble du dispositif secondaire de transfert 3. Ainsi, ni le module de transfert 40, ni l'arbre de transmission longitudinal 50, ni le pont arrière 60, ni les arbres de transmission latéraux arrière 70G, 70D ne sont entraînés en rotation par le moteur 10 ou par les roues arrière 71G, 71D. Le gain, en termes de consommation de carburant, est alors sensible par rapport au mode de roulage quatre roues motrices. A titre illustratif, les rejets de dioxyde de carbone dans l'atmosphère en mode de roulage deux roues motrices par rapport au mode de roulage quatre roues motrices sont réduits de 6 grammes par kilomètre pour un moteur Diesel de moyenne cylindrée. En variante, comme le montre la figure 2, on pourra prévoir d'interposer les deux organes de déconnexion arrière 80G, 80D entre les arbres de transmission latéraux arrière 70G, 70D et le pont arrière 60. Dans cette variante, les organes de déconnexion arrière 80G, 80D sont avantageusement logés à l'intérieur du carter du pont arrière 60, de manière à être protégés. Dans cette variante, les rejets de dioxyde de carbone dans l'atmosphère sont alors réduits de 5 grammes par kilomètre pour un moteur Diesel de moyenne cylindrée. Selon une autre variante, comme le montrent les figures 3 et 4, on peut prévoir d'interposer l'organe de déconnexion avant 80 entre le pignon de sortie 42 du module de transfert 40 et l'arbre de transmission longitudinal 50, de manière à ne pas augmenter l'encombrement du carter de la boîte de vitesses 20. Dans cette variante, les organes de déconnexion arrière 80G, 80D pourront au choix être interposés entre les roues arrière 71G, 71D et les arbres de transmission latéraux arrière 70G, 70D (figure 3), ou entre le pont arrière 60 et les arbres de transmission latéraux arrière 70G, 70D (figure 4). Ici, les rejets de dioxyde de carbone dans l'atmosphère seront réduits de respectivement 5 grammes (figure 3) et 4 grammes (figure 4) par kilomètre pour un moteur Diesel de moyenne cylindrée. Quelle que soit l'architecture choisie du véhicule automobile 1 (figures 1, 2, 3 ou 4), les organes de déconnexion 80, 80G, 80D comportent ici exclusivement deux états stables, dont un état couplé dans lequel ils solidarisent en rotation les éléments entre lesquels ils sont interposés, et un état découplé dans lequel ils désolidarisent en rotation ces éléments. Ces organes de déconnexion 80, 80G, 80D présentent une architecture simple et peu onéreuse. Ces organes de déconnexion 80, 80G, 80D pourront être de différents types. Ils pourront en particulier être ou non pilotés par les moyens de pilotage électroniques du véhicule 1. Un exemple d'organe de déconnexion non piloté, c'est-à-dire fonctionnant de manière autonome par inversion de couple, est un dispositif de roue libre. Il peut être utilisé pour les organes de déconnexion arrière 80G, 80D, en complément d'un organe de déconnexion avant 80 piloté. Avec un tel dispositif, quand l'organe de déconnexion avant 80 est piloté en état couplé, le dispositif secondaire de transfert 3 reste connecté tant que le couple développé par le groupe moto-propulseur 2 reste supérieur au couple résistant transmis par les roues arrière 71G, 71D. En revanche, en marche avant, lorsque l'organe de déconnexion avant 80 est piloté en état découplé, le dispositif secondaire de transfert 3 ne tourne plus, si bien que les frottements induits par ce dernier sont nuls, contrairement à un système classique. Un exemple d'organe de déconnexion piloté est un crabot commandé. Avec un tel dispositif, il est possible de modifier l'état des organes de déconnexion 80, 80G, 80D à volonté. Pour piloter ces organes de déconnexion 80, 80G, 80D, les moyens de pilotage pourront être équipés d'une commande bistable accessible au conducteur et de moyens d'actionnement permettant de changer chaque organe de déconnexion 80, 80G, 80D d'état. Ainsi, lorsque le conducteur modifie la position de la commande bistable pour passer d'un mode de roulage à l'autre, ces moyens d'actionnement pilotent simultanément les trois organes de déconnexion 80, 80G, 80D pour qu'ils changent d'état. En variante, les moyens de pilotage pourront être autonomes, c'est-à-dire indépendants de la volonté du conducteur. Ils pourront à cet effet comporter un calculateur apte à relever des données caractéristiques des conditions de motricité du véhicule automobile 1 dans son environnement et des moyens d'actionnement pour changer chaque organe de déconnexion 80, 80G, 80D d'état. Ainsi, lorsque le calculateur estimera que les conditions de motricité sont dégradées, il changera simultanément les trois organes de déconnexion 80, 80G, 80D d'état pour que le véhicule automobile passe en mode de roulage quatre roues motrices. La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit. REVENDICATIONS1. Véhicule automobile (1) comportant : - un groupe moto-propulseur (2), - un train de roues principal (31G, 31D), - un dispositif principal de transfert (30G, 30D) de la puissance du groupe moto-propulseur (2) vers ledit train de roues principal (31G, 31D), comprenant des arbres principaux de transmission latéraux (30G, 30D), - un train de roues secondaire (71G, 71D), distinct du train de roues 10 principal (31G, 31D), - un dispositif secondaire de transfert (3) de la puissance du groupe moto-propulseur (2) vers ledit train de roues secondaire (71G, 71D), comportant un module de transfert (40), un arbre de transmission longitudinal (50), un pont secondaire (60) et des arbres secondaires de transmission latéraux (70G, 70D), 15 - des premiers moyens de découplage (80G, 80D) dudit pont secondaire (60) par rapport audit train de roues secondaire (71G, 71D), caractérisé en ce qu'il comporte des seconds moyens de découplage (80) dudit groupe moto-propulseur (2) par rapport à l'arbre de transmission longitudinal (50) dudit dispositif secondaire de transfert (3). 20 2. Véhicule automobile (1) selon la revendication précédente, dans lequel, le module de transfert (40) comportant un arbre de renvoi (25), un pignon d'entrée (41) et un pignon de sortie (42), les seconds moyens de découplage comportent un organe de déconnexion (80) qui est interposé entre l'arbre de renvoi (25) et le pignon d'entrée (41) et qui est logé à l'intérieur d'un carter du 25 groupe moto-propulseur (2). 3. Véhicule automobile (1) selon la revendication 1, dans lequel, le module de transfert (40) comportant un arbre de renvoi (25), un pignon d'entrée (41) et un pignon de sortie (42), les seconds moyens de découplage comportent un organe de déconnexion (80) interposé entre le pignon de sortie (42) et l'arbre 30 de transmission longitudinal (50). 4. Véhicule automobile (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel, lesdits arbres secondaires de transmission latéraux (70G, 70D) raccordant le pont secondaire (60) audit train de roues secondaire (71G, 71 D), les premiers moyens de découplage comportent deux organes de déconnexion (80G, 35 80D) respectivement interposés entre les roues dudit train de roues secondaire (71G, 71D) et les arbres secondaires de transmission latéraux (70G, 70D). 5. Véhicule automobile (1) selon l'une des revendications 1 à 3, danslequel, lesdits arbres secondaires de transmission latéraux (70G, 70D) raccordant le pont secondaire (60) audit train de roues secondaire (71G, 71D), les premiers moyens de découplage comportent deux organes de déconnexion (80G, 80D) qui sont respectivement interposés entre les arbres secondaires de transmission latéraux (70G, 70D) et le pont secondaire (60) et qui sont logés à l'intérieur d'un carter du pont secondaire (60). 6. Véhicule automobile (1) selon l'une des revendications 2 à 5, dans lequel chaque organe de déconnexion (80, 80G, 80D) comporte exclusivement deux états stables, dont un état couplé dans lequel il solidarise en rotation les deux éléments entre lesquels il est interposé, et un état découplé dans lequel il désolidarise en rotation ces deux éléments. 7. Véhicule automobile (1) selon l'une des revendications 4 et 5 prise en combinaison avec la revendication 6, dans lequel les organes de déconnexion (80G, 80D) des premiers moyens de découplage fonctionnent de manière autonome, par inversion de couple. 8. Véhicule automobile (1) selon la revendication 6, dans lequel chaque organe de déconnexion (80, 80G, 80D) est piloté par des moyens de pilotage électroniques. 9. Véhicule automobile (1) selon la revendication précédente, dans lequel les moyens de pilotage comportent une commande bistable accessible au conducteur et des moyens d'actionnement pour changer simultanément chaque organe de déconnexion (80, 80G, 80D) d'état, en fonction de la positon de la commande bistable. 10. Véhicule automobile (1) selon la revendication 8, dans lequel les moyens de pilotage comportent un calculateur apte à relever au moins une donnée caractéristique des conditions de motricité du véhicule automobile (1) dans son environnement et des moyens d'actionnement pour changer simultanément chaque organe de déconnexion (80, 80G, 80D) d'état, en fonction de chaque donnée.