Brevet FR2964638A1 — publié le 20120316

TRAIN ARRIERE DE VEHICULE AUTOMOBILE A ROUES DIRECTRICES La présente invention concerne un train arrière pour véhicule automobile comportant un système de direction des roues arrière, ainsi qu'un véhicule équipé d'un tel train arrière. Certains véhicules automobiles comportent un système automatisé de direction des roues arrière, qui agit en coopération avec la commande de direction des roues avant manoeuvrée par le conducteur. L'angle de direction des roues arrière est généralement dépendant de la vitesse du véhicule. Pour les basses vitesses les roues arrière sont dirigées dans un sens opposé aux roues avant, de manière à diminuer le rayon de pivotement du véhicule pour faciliter les manoeuvres. Pour les plus hautes vitesses, par exemple au dessus de 50km/h, les roues arrière sont dirigées dans le même sens que les roues avant afin d'améliorer la sécurité active du véhicule en apportant plus de stabilité, en particulier lors des manoeuvres d'évitement. Un type de train arrière connu comprenant un système de direction des roues arrière, décrit notamment dans le document FR-A1-2855459, comporte des roues arrière fixées chacune sur un porte-moyeu, qui est relié à un bras de suspension par une liaison permettant un petit angle de direction. Un actionneur fixé sur chaque bras de suspension, agit sur le porte-moyeu de ce bras pour appliquer l'angle de direction. Il est connu par ailleurs de réaliser des véhicules hybrides comportant une motorisation électrique venant en complément d'un moteur thermique, pour améliorer les performances du véhicule et réduire sa consommation, ou des véhicules comportant une unique motorisation électrique, cette motorisation électrique entraînant les roues arrière du véhicule. Ce type de véhicule nécessite un dessin particulier du train arrière qui comporte un emplacement pour recevoir la motorisation électrique, ainsi qu'un dessin spécifique des bras de suspension et des porte-moyeux pour réaliser l'entraînement des roues arrière. Dans le cas où on voudrait appliquer une telle motorisation électrique à un train arrière comportant un système de direction des roues arrière, on a notamment des problèmes d'encombrement des différents composants nécessaires pour réaliser les deux fonctions de motorisation électrique et de direction des roues, ainsi que des problèmes d'entraînement des roues qui pivotent sous l'effet de la direction. Ces trains sont généralement difficilement compatibles avec un système de direction des roues arrière. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure, et de proposer un train arrière pouvant recevoir de manière simple et efficace un système de direction ainsi qu'une motorisation électrique. Elle propose à cet effet un train arrière de véhicule automobile à roues directrices, comportant de chaque côté un porte-moyeu de roue relié à des bras de suspension par un pivot sensiblement vertical, et au moins un actionneur réalisant un pivotement des roues arrière autour de l'axe de leur pivot, caractérisé en ce qu'il comporte de plus une motorisation électrique centrale entraînant deux arbres de roue disposés transversalement de chaque côté de cette motorisation, et comportant chacun des joints d'articulation permettant de venir dans l'axe des porte-moyeux pour entraîner les roues en rotation tout en permettant leur pivotement. Un avantage du train arrière selon l'invention, est que la motorisation électrique centrale entraînant les roues arrière par des arbres de roue comportant chacun des joints d'articulation, permet de réaliser une combinaison des deux fonctions de motorisation électrique et de direction des roues, l'extrémité de ces arbres entraînant en rotation les porte-moyeux des roues tout en s'articulant pour suivre les débattements des pivots de direction, sans générer de contraintes dues à des désalignements des axes. Le train arrière suivant l'invention peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, les arbres de roue comportent à chacune de leurs extrémités un joint d'articulation. En particulier, la motorisation électrique centrale peut comporter une transmission comprenant un différentiel de sortie du mouvement entraînant les arbres de roue, qui est disposé sensiblement dans l'axe du véhicule. Selon un mode de réalisation, le train arrière comporte une traverse déformable reliant deux bras de suspension fixés de manière rigide à cette traverse, chaque bras comportant à l'avant une liaison articulée sur la caisse du véhicule. Avantageusement, chaque bras de suspension comporte un support comprenant deux liaisons maintenant le porte-moyeu qui sont disposées au dessus et au dessous du moyeu de cette roue, l'axe du pivot de ce porte-moyeu passant par ces deux liaisons. Avantageusement, les deux liaisons sont des liaisons élastiques. Selon un mode de réalisation, chaque liaison élastique comporte deux plis parallèles d'une tôle du support, formant les côtés d'une chape recevant à l'intérieur une partie annulaire du porte-moyeu comprenant un élément élastique. L'arbre de roue peut traverser un perçage du support du porte-moyeu. En particulier, chaque porte-moyeu peut être dirigé par un actionneur, qui est intégré au moins partiellement dans un creux réalisé dans le bras de suspension supportant ce porte-moyeu. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile disposant d'un train arrière à roues directrices, qui comporte l'une quelconque des caractéristiques précédentes. 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 une vue en perspective d'un train arrière suivant l'invention ; - la figure 2 est une vue de détail de ce train arrière équipé d'une motorisation électrique ; - la figure 3 est une vue de dessus d'un côté de ce train arrière ; et - la figure 4 est une coupe axiale suivant un plan vertical, d'un côté du train arrière. La figure 1 présente un train arrière 1 comprenant deux bras de suspension 4, l'extrémité avant de chaque bras comporte un anneau 6 recevant une articulation élastique dont l'axe est disposé sensiblement transversalement, qui relie ce bras à la caisse du véhicule non représentée. Sur les figures pour faciliter les explications, le côté avant du véhicule est indiqué par une flèche marquée AV. La partie arrière du bras de suspension 4 comporte une coupelle 8 recevant l'extrémité inférieure d'un ressort de suspension 16, qui est interposé entre ce bras de suspension et la caisse du véhicule. Un amortisseur hydraulique 18 relie le bras de suspension 4 à la caisse du véhicule, pour amortir les débattements de la suspension. Le train arrière forme une structure comportant globalement la forme d'un « H », dont la barre centrale est constituée par une traverse 2 déformable principalement en torsion. La traverse déformable 2 relie les deux bras de suspension 4 qui sont fixés rigidement aux extrémités de cette traverse, pour les guider tout en limitant leur différence de débattement due au travail des suspensions. La partie arrière du bras de suspension 4 comporte un support vertical 10 comprenant à chaque extrémité supérieure et inférieure une liaison élastique 12, ces liaisons maintenant un porte-moyeu 14 qui reçoit un moyeu de roue arrière 26, équipé d'un disque de frein. Les deux liaisons élastiques 12 permettent un petit pivotement du porte- moyeu 14 suivant un axe de pivot sensiblement vertical passant par ces deux liaisons, sous l'effet d'un actionneur électrique 20 qui est fixé sur le bras de suspension 4. Chaque bras de suspension 4 comporte dans son épaisseur un passage transversal disposé juste en arrière de la traverse déformable 2, qui reçoit l'actionneur électrique 20 formant un vérin dont l'axe est sensiblement transversal. L'extrémité de l'actionneur électrique 20 tournée vers l'extérieur du véhicule, comporte une biellette 22 se terminant par une rotule 24 qui est reliée à un bras du porte-moyeu 14 tourné vers l'avant. De cette manière, un mouvement de l'actionneur 20 dans la direction transversale fait pivoter le porte-moyeu 14 autour de son axe de pivot. On notera que cette disposition des actionneurs de direction 20, qui sont largement intégrés dans les bras de suspension 4, permet de dégager au niveau du train arrière un espace central important, notamment en arrière de la traverse déformable 2. Les figures 2 et 3 présentent une motorisation électrique 30 comprenant une machine électrique 32 dont l'axe est disposé transversalement, qui reçoit à une de ses extrémités une transmission 34. La motorisation électrique 30 est disposée en arrière de la traverse déformable 2, sensiblement au milieu du train arrière 1 dans un espace laissé libre entre les parties arrière des bras de suspension 4. La transmission 34 comporte un différentiel de sortie du mouvement dont l'axe est décalé vers l'avant du véhicule, par rapport à celui du moteur électrique 32. Le différentiel se trouve sensiblement au milieu du véhicule, de manière à entraîner deux arbres de roues 36 identiques disposés transversalement, en répartissant le mouvement entre ces deux arbres. Chaque arbre de roue 36 comporte à son extrémité intérieure un premier joint d'articulation 38 le reliant au différentiel, et à son extrémité extérieure un deuxième joint d'articulation 40 le reliant au moyeu 26 d'un porte-moyeu 14. Les joints d'articulation 38, 40 des arbres de roue 36, permettent d'accepter les différents défauts d'alignement entre l'axe du différentiel et celui du moyeu 26 de la roue. Ces défauts d'alignement peuvent comprendre un décalage fixe provenant des écarts entre l'axe du différentiel et celui de la roue qui est en position droite, et des décalages variables provenant de l'angle que peut prendre le pivot du porte-moyeu 14, lors d'une direction des roues arrière. Les défauts d'alignement acceptés par les joints d'articulation 38, 40 des arbres de roue 36, proviennent aussi des mouvements ou flexion des différents organes, notamment ceux montés sur des fixations élastiques comme la motorisation électrique 30 ou le porte-moyeu 14, qui sont soumis à des contraintes ou à des vibrations. On réalise ainsi une transmission de mouvement aux roues arrière, qui permet aux porte-moyeux 14 de tourner librement autour de l'axe de leur pivot lors d'une direction des roues arrière, sans générer de contraintes, notamment sur les différents organes de la transmission, ce qui permet de réaliser facilement sur un même train arrière 1, une combinaison à la fois des fonctions de direction des roues arrière, et d'entraînement de ces roues par une machine électrique. La figure 4 présente en coupe axiale passant par un plan sensiblement vertical, le moyeu 26 d'une roue arrière maintenu par le porte-moyeu 14, recevant suivant son axe l'extrémité de l'arbre de roue 36 comprenant le joint d'articulation extérieur 40. Le joint d'articulation extérieur 40 traverse un perçage du support vertical 10 comportant une tôle comprenant au dessus et au dessous du moyeu 26 de la roue, deux plis parallèles disposés transversalement, qui forment les deux côtés d'une chape recevant une partie annulaire du porte-moyeu 14. Chaque partie annulaire comporte un élément élastique comprenant une vis axiale serrée traversant les deux plis du support vertical 10, pour former de manière simple et économique une liaison élastique 12 comportant à la fois une capacité de filtration de vibration, et une possibilité de pivoter suivant un petit angle autour d'un axe passant par les deux liaisons élastiques supérieure et inférieure. On réalise ainsi de manière simple, fiable et économique, un train arrière comportant à la fois une motorisation électrique des roues arrière, et 5 une direction de ces roues. En variante, la direction des roues arrière pourrait être réalisée d'une autre manière connue. En particulier, on pourrait utiliser un actionneur commun pour diriger les deux roues arrière. REVENDICATIONS1 - Train arrière de véhicule automobile à roues directrices, comportant de chaque côté un porte-moyeu de roue (14) relié à des bras de suspension (4) par un pivot sensiblement vertical, et au moins un actionneur (20) réalisant un pivotement des roues arrière autour de l'axe de leur pivot, caractérisé en ce qu'il comporte de plus une motorisation électrique centrale (30) entraînant deux arbres de roue (36) disposés transversalement de chaque côté de cette motorisation, et comportant chacun des joints d'articulation (38, 40) pour venir dans l'axe des porte-moyeux (14) et entraîner les roues en rotation, tout en permettant leur pivotement. 2 - Train arrière de véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que les arbres de roue (36) comportent à chacune de leurs extrémités, un joint d'articulation (38, 40). 3 - Train arrière de véhicule automobile selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la motorisation électrique centrale (30) comporte une transmission (34) comprenant un différentiel de sortie du mouvement entraînant les arbres de roue (36), qui est disposé sensiblement dans l'axe du véhicule. 4 - Train arrière de véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une traverse déformable (2) reliant deux bras de suspension (4) fixés de manière rigide à cette traverse, chaque bras comportant à l'avant une liaison articulée sur la caisse du véhicule. 5 - Train arrière de véhicule automobile selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque bras de suspension (4) comporte un support (10) comprenant deux liaisons (12) maintenant le porte-moyeu (14), qui sont disposées au dessus et au dessous du moyeu (26) de cette roue, l'axe du pivot du porte-moyeu passant par ces deux liaisons. 6 - Train arrière de véhicule automobile selon la revendication 5, caractérisé en ce que les liaisons (12) sont des liaisons élastiques. 7 - Train arrière de véhicule automobile selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque liaison élastique comporte deux plis parallèles d'une tôle du support (10), formant les côtés d'une chape recevant à l'intérieur une partie annulaire du porte-moyeu (14) comprenant un élément élastique. 8 - Train arrière de véhicule automobile selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'arbre de roue (36) traverse un perçage du support (10) du porte-moyeu (14). 9 - Train arrière de véhicule automobile selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que chaque porte-moyeu (14) est dirigé par un actionneur (20), qui est intégré au moins partiellement dans un creux réalisé dans le bras de suspension (4) supportant ce porte-moyeu. 10 - Véhicule automobile comprenant un train arrière (1) à roues directrices, caractérisé en ce que ce train arrière est réalisé suivant l'une quelconque des revendications précédentes.