Brevet FR2966095A1 — publié le 20120420

SYSTEME D'ENTRAINEMENT A REPARTITION DE COUPLE DES DEUX ROUES MOTRICES D'UN MEME ESSIEU POUR VÉHICULE AUTOMOBILE La présente invention concerne un système d'entraînement des roues motrices d'un même essieu pour un véhicule automobile, assurant le pilotage de la répartition du couple entre les deux roues, elle concerne aussi un véhicule automobile disposant d'un tel système d'entraînement. La puissance délivrée par le moteur d'un véhicule automobile est généralement transmise par une transmission comprenant différents rapports de vitesse, à un différentiel qui répartit cette puissance vers les deux roues motrices d'un même essieu. La motorisation du véhicule peut comporter différents types de moteur, comme un moteur thermique, une machine électrique, ou une motorisation hybride associant ces deux types de moteur. La transmission peut être réalisée suivant les différents principes connus, et entraîner l'essieu avant ou arrière du véhicule. Le différentiel comporte généralement un boîtier monté libre en rotation autour d'un axe, qui supporte une couronne recevant le mouvement de la transmission. Le boîtier contient un arbre porte-satellites transversal guidant deux pignons satellites, qui engrènent avec deux pignons planétaires de sortie centrés sur l'axe du différentiel. Chaque pignon planétaire entraîne un arbre de roue, qui transmet le mouvement du différentiel à une roue motrice. Le différentiel répartit librement le mouvement reçu de la transmission, entre les deux arbres de roue de manière à ce que la vitesse moyenne de ces deux roues soit égale à la vitesse du boîtier du différentiel. Par exemple dans les virages, le différentiel permet une augmentation de la vitesse de la roue extérieure correspondant à une diminution de la vitesse de la roue intérieure, qui laisse chacune de ces roues suivre sa trajectoire sans générer de contrainte ou de glissement. Toutefois dans le cas où une des roues perd de l'adhérence, en particulier si elle se trouve sur un sol glissant, elle peut tourner librement, l'autre roue ne transmettant pratiquement plus de couple de traction. Le véhicule perd sa motricité. Pour pallier à ces inconvénients, il est connu d'utiliser des différentiels à glissement limité, comprenant des systèmes d'embrayages disposés entre les deux sorties, qui limitent la différence de vitesse entre les deux roues. Un problème qui se pose avec de tels systèmes, est qu'ils ne peuvent pas appliquer un report important de couple sur une des roues motrices, pour réaliser en particulier dans une courbe, un transfert de couple vers la roue extérieure permettant d'améliorer le passage du virage. Un autre système connu d'entraînement des roues motrices, présenté notamment dans le document DE-A1-4427493, comporte un train planétaire utilisé comme un différentiel répartissant le mouvement vers les deux roues motrices. De plus, la vitesse de chaque arbre de roue peut être augmentée par une démultiplication comprenant un embrayage, pour effectuer un report de couple vers une des roues motrices. Un inconvénient de ce système est qu'il nécessite un train planétaire, qui est un élément complexe comportant un coût élevé. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure, et de proposer un système d'entraînement des roues motrices permettant un contrôle de la répartition du couple. Elle propose à cet effet un système d'entraînement des deux roues motrices d'un même essieu pour un véhicule automobile, qui reçoit le mouvement d'une motorisation pour entraîner les deux arbres de roue en répartissant le mouvement entre elles, caractérisé en ce qu'il comporte un arbre d'entrée relié à la motorisation, entraînant un arbre de roue par un premier embrayage de répartition et un premier moyen de transmission comportant un premier rapport de réduction, et entraînant l'autre arbre de roue par un deuxième embrayage de répartition et un deuxième moyen de transmission comportant un deuxième rapport de réduction, ce système d'entrainement comportant de plus un embrayage de liaison entre les deux arbres de roue. Un avantage du système d'entraînement selon l'invention, est que l'on peut en contrôlant le serrage d'un des deux embrayages de répartition, imposer de manière simple un transfert du couple moteur sur l'une ou l'autre roue motrice située du côté extérieur au virage, pour faciliter la prise de ce virage. De plus, le système d'entraînement selon l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, le premier rapport de réduction du premier moyen de transmission, est différent du deuxième rapport de réduction du deuxième moyen de transmission. Selon un mode de réalisation, les moyens de transmission comportent chacun un pignon menant porté par l'arbre d'entrée, qui engrène avec un pignon mené lié à un des arbres de roue. Avantageusement, un des moyens de transmission comporte un dispositif d'inversion du sens de rotation. Ce moyen de transmission peut comporter un pignon inverseur, qui peut être intercalé entre le pignon menant et le pignon mené de manière à inverser le sens de rotation de ce pignon mené. L'invention a aussi pour objet un procédé de fonctionnement d'un système d'entraînement des roues motrices comportant l'une quelconque des caractéristiques précédentes, qui dans le cas d'une courbe de grand rayon, serre partiellement chaque embrayage de répartition, et laisse ouvert l'embrayage de liaison. Le procédé de fonctionnement peut par ailleurs dans le cas d'une courbe de petit rayon, serrer l'embrayage de répartition entraînant la roue située du côté extérieur au virage, et laisser ouvert les autres embrayages. L'invention a de plus pour objet un véhicule automobile disposant d'un système d'entraînement des deux roues motrices d'un même essieu, qui reçoit le mouvement d'une motorisation et entraîne ces deux roues en répartissant le mouvement entre elles, ce systeme d'entraînement comportant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. Avantageusement, le véhicule automobile comporte un variateur de vitesse comprenant deux poulies à écartement des joues variable, qui est intercalé entre la motorisation et l'arbre d'entrée. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est un schéma d'un système d'entraînement selon l'invention, recevant le mouvement d'un moteur thermique et d'une transmission à variation continue ; et les figures 2 à 6 sont des schémas de ce système d'entraînement, dans des positions respectivement de marche avant en ligne droite, en courbe de grand rayon, en courbe de petit rayon à droite, en courbe de petit rayon à gauche, et de marche arrière. La figure 1 présente un moteur thermique 2 qui entraîne par un embrayage piloté 4, un variateur de vitesse comprenant deux poulies 6, 8 à écartement des joues variable, reliées par une courroie. L'écartement des joues des deux poulies 6, 8, comprenant simultanément un resserrement de l'une et un écartement de l'autre, permet à la courroie de transmettre le mouvement vers la poulie menée 8 supportée par un arbre d'entrée 10, suivant des rapports de vitesse continument variables. L'arbre d'entrée 10 supporte un pignon menant 14 monté libre en rotation, qui engrène avec un pignon mené 16 lié à un arbre de roue 18 entraînant la roue gauche du véhicule, pour former un premier engrenage 20 qui constitue un premier moyen de transmission comportant un premier rapport de réduction. Le pignon menant 14 peut être solidarisé avec l'arbre d'entrée 10, par un premier embrayage de répartition 12. L'arbre d'entrée 10 supporte aussi un pignon menant 24 monté libre en rotation, qui engrène avec un pignon mené 26 lié à un arbre de roue 28 entraînant la roue droite du véhicule, pour former un deuxième engrenage 30 qui constitue un deuxième moyen de transmission comportant un deuxième rapport de réduction plus faible, entraînant cette roue à une vitesse un peu plus grande que la roue gauche. Le pignon menant 24 peut de la même manière, être solidarisé de l'arbre d'entrée 10 par un deuxième embrayage de répartition 22. Le système d'entraînement comporte de plus un embrayage de liaison 40, qui permet de relier les deux arbres de roue 18, 28 entre eux pour les rendre solidaires. Les différents embrayages 12, 22, 40 sont commandés par un calculateur de gestion non représenté, qui agit sur ces embrayages pour les serrer ou les desserrer en fonction de lois programmées prenant en compte différents paramètres, notamment l'angle de braquage de la direction, et l'action du conducteur sur les pédales de frein et d'accélérateur. En particulier le calculateur de gestion peut provoquer un serrage partiel des embrayages, pour contrôler le niveau de couple transmis ainsi que la vitesse de glissement de l'embrayage. Le système d'entraînement des roues motrices comprenant les deux moyens de transmission 20, 30 disposés axialement l'un à côté de l'autre, comporte un encombrement axial important comparé à un différentiel conventionnel. Avantageusement, on utilise comme type de boîte de vitesses pour entraîner l'arbre d'entrée 10 avec une démultiplication variable, le variateur de vitesse à courroie comportant un encombrement axial réduit par rapport aux autres types de boîtes de vitesses existant, ce qui permet de compenser l'encombrement axial plus important du système d'entraînement. Le système d'entraînement comporte aussi un pignon intermédiaire de marche arrière 32, qui peut être intercalé dans le premier engrenage 20 entre le pignon menant 14 et le pignon mené 16, par un mécanisme de commande non représenté, de manière à inverser le sens de rotation de ce pignon mené. Dans les figures qui suivent, les flèches tracées sur les embrayages 12, 22, 40 indiquent un serrage de ces 20 embrayages qui transmettent alors un couple. La figure 2 présente le système d'entraînement dans le cas d'une conduite en ligne droite. Le premier embrayage de répartition 12 est serré, le deuxième embrayage de répartition 22 est ouvert, et l'embrayage de 25 liaison 40 est serré. Le couple venant du moteur thermique 2 est entièrement transmis par le premier engrenage 20 au premier arbre de roue 18, puis par l'embrayage de liaison 40 au deuxième arbre de roue 28 tournant à la même 30 vitesse, ce qui est possible car en ligne droite les roues du véhicule comportent des vitesses identiques. La figure 3 présente le système d'entraînement dans le cas d'une courbe de grand rayon. Chaque embrayage de répartition 12, 22 est partiellement serré, et 35 l'embrayage de liaison 40 est ouvert. Le couple venant du moteur thermique 2 est réparti entre les deux embrayages de répartition 12, 22 qui entraînent chacun la roue motrice de leur côté, un glissement de ces embrayages permettant une adaptation pour accepter la petite différence de vitesse de ces roues due au rayon de la courbe. On notera qu'un serrage plus important des deux embrayages de répartition 12, 22, provoque un entraînement des deux roues motrices suivant deux vitesses légèrement différentes à cause de la différence de rapport de réduction des engrenages 20, 30, ce qui peut être utilisé dans certains cas pour imposer cette différence de vitesse aux roues motrices et faciliter la prise de virage du véhicule. La figure 4 présente le système d'entraînement dans le cas d'une courbe à droite de petit rayon. Le premier embrayage de répartition 12 est serré, les autres embrayages 22, 40 restent ouvert. Le couple venant du moteur thermique 2 est transmis uniquement par le premier engrenage 20 à la roue motrice gauche, l'autre roue motrice étant libre en rotation. De cette manière la roue extérieure au virage étant motrice, elle aide le véhicule à tourner en tirant le véhicule d'un côté, ce qui améliore la réponse de ce véhicule en apportant une meilleure dynamique. Ce procédé peut avantageusement être utilisé en usage urbain, ou sur un terrain glissant. La figure 5 présente de la même manière le système d'entraînement dans le cas d'une courbe de petit rayon à gauche. Le deuxième embrayage de répartition 22 est serré, les autres embrayages 12, 40 restent ouvert. Le couple venant du moteur thermique 2 est transmis uniquement par le deuxième engrenage 30 à la roue motrice droite, ce qui aide le véhicule à tourner du côté gauche. La figure 6 présente le système d'entraînement dans le cas d'une marche arrière. Le pignon intermédiaire de marche arrière 32 est engagé, le premier embrayage de répartition 12 est serré, et le deuxième embrayage de répartition 22 est ouvert. Le couple venant du moteur thermique 2 est transmis uniquement par le premier engrenage 20 à la roue motrice gauche, avec une inversion du sens de rotation de cette roue procurant un rapport de marche arrière. De plus on peut dans le cas où l'adhérence au sol est faible, serrer l'embrayage de liaison 40 pour entraîner la deuxième roue motrice à la même vitesse que la première. Ce système d'entraînement peut avantageusement être utilisé sur des petits véhicules urbains ou des véhicules ludiques, nécessitant une forte dynamique de réponse dans les virages comportant des faibles rayons. De plus, le variateur à courroie présenté ci-dessus est bien adapté pour les petits véhicules comportant un faible couple. REVENDICATIONS1 - Système d'entraînement des deux roues motrices d'un même essieu pour un véhicule automobile, qui reçoit le mouvement d'une motorisation (2) pour entraîner les deux arbres (18, 28) des roues motrices en répartissant le mouvement entre elles, caractérisé en ce qu'il comporte un arbre d'entrée (10) relié à la motorisation (2), entraînant un arbre de roue (18) par un premier embrayage de répartition (12) et un premier moyen de transmission (20) comportant un premier rapport de réduction, et entraînant l'autre arbre de roue (28) par un deuxième embrayage de répartition (22) et un deuxième moyen de transmission (30) comportant un deuxième rapport de réduction, ce système d'entrainement comportant de plus un embrayage de liaison (40) entre les deux arbres de roue. 2 - Système d'entraînement des roues motrices suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le premier rapport de réduction du premier moyen de transmission (20), est différent du deuxième rapport de réduction du deuxième moyen de transmission (30). 3 - Système d'entraînement des roues motrices suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de transmission (20, 30) comportent chacun un pignon menant (14, 24) porté par l'arbre d'entrée (10), qui engrène avec un pignon mené (16, 26) lié à un des arbres de roue (18, 28). 4 - Système d'entraînement des roues motrices suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un des moyens de transmission (20) comporte un dispositif d'inversion du sens de rotation (32). 5 - Système d'entraînement des roues motrices suivant les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le moyen de transmission (20) comporte un pignon inverseur (32), qui peut être intercalé entre le pignonmenant (14) et le pignon mené (16) de manière à inverser le sens de rotation de ce pignon mené. 6 - Procédé de fonctionnement d'un système d'entraînement des roues motrices suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans le cas d'une courbe de grand rayon, il serre partiellement chaque embrayage de répartition (12, 22), et laisse ouvert l'embrayage de liaison (40). 7 - Procédé de fonctionnement d'un système d'entraînement des roues motrices suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que dans le cas d'une courbe de petit rayon, il serre l'embrayage de répartition (12, 22) entraînant la roue située du côté extérieur au virage, et laisse ouvert les autres embrayages. 8 - Véhicule automobile comprenant un système d'entraînement des deux roues motrices d'un même essieu, qui reçoit le mouvement d'une motorisation (2) et entraîne ces deux roues en répartissant le mouvement entre elles, caractérisé en ce que ce système d'entraînement est réalisé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5. 9 - Véhicule automobile suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte un variateur de vitesse comprenant deux poulies (6, 8) à écartement des joues variable, qui est intercalé entre la motorisation (2) et l'arbre d'entrée (10).