Brevet FR3063685A1 — publié le 20180914

BIELLETTE DE REPRISE DE COUPLE D'UN GROUPE MOTOPROPULSEUR COMPORTANT UN REGLAGE AUTOMATIQUE La présente invention concerne une biellette de reprise du couple pour un groupe motopropulseur d'un véhicule automobile, un procédé de calcul et un procédé de commande de cette biellette, ainsi qu'un véhicule automobile équipé d'une telle biellette. Les groupes motopropulseurs des véhicules automobiles comportent généralement des cales supportant la masse du groupe motopropulseur, filtrant les oscillations verticales, ainsi qu'au moins une biellette de reprise de couple qui compense le couple transmis par ce groupe vers l'extérieur par l'intermédiaire des arbres de transmission. Un problème qui se pose pour les biellettes de reprise de couple est de présenter à la fois une souplesse importante pour filtrer efficacement les vibrations périodiques liées aux excitations intrinsèques venant du fonctionnement de la chaine de traction, comme les acyclismes de fonctionnement d'un moteur thermique ou les bruits de sirène, en évitant de les transmettre à la caisse du véhicule, ainsi qu'une raideur suffisante en fin de course afin de recevoir les couples quasi-statiques les plus élevés transmis par le groupe motopropulseur aux roues motrices du véhicule. En particulier les groupes motopropulseurs comprenant une boîte de vitesses transmettent avec les rapports fortement démultipliés, comme la première ou la deuxième vitesse, ou la marche arrière, un couple élevé que la biellette de reprise de couple doit supporter. Les démarrages énergiques du véhicule à l'arrêt peuvent aussi appliquer un couple élevé sur le groupe motopropulseur. Un type de support connu pour un groupe motopropulseur, présenté notamment par le document KR-B1-0173752, comporte un anneau contenant au centre un noyau relié par un élément élastique contribuant à la filtration des vibrations. L'élément élastique comporte des fentes réglant son élasticité, et un axe conique coulissant axialement sous l'effet d'une 3063685 2 motorisation, pénétrant de manière réglable dans une de ces fentes afin de modifier la raideur de cet élément élastique. Un autre type de support connu pour un groupe motopropulseur, présenté notamment par le document FR-A1-2879274, comporte une 5 chambre étanche recevant une pression d'un liquide permettant de modifier la raideur d'un élément élastique. Toutefois ces types de support moteur connus à élasticité variable ne permettent pas de manière simple une grande plage de variation du réglage de la raideur de l'élément élastique. 10 La présente invention a notamment pour but d'éviter ces problèmes de l'art antérieur. Elle propose à cet effet une biellette de reprise de couple comportant un moyen de fixation sur un groupe motopropulseur d'un véhicule automobile, un moyen de fixation sur la caisse de ce véhicule, un anneau lié à un premier 15 de ces moyens de fixation, et un noyau disposé dans l'anneau lié au deuxième moyen de fixation, ce noyau étant relié à l'anneau par des éléments élastiques présentant une élasticité suivant un axe longitudinal, l'anneau comportant à l'intérieur des butées élastiques de fin de course disposées suivant l'axe longitudinal de chaque côté du noyau, cette biellette 20 étant remarquable en ce qu'elle comporte des systèmes de déplacement déplaçant une butée de fin de course par rapport à l'autre butée de fin de course. Un avantage de cette biellette de reprise de couple est que de manière simple, avec en particulier une commande des systèmes de déplacement 25 dépendant du couple transmis par le groupe motopropulseur, on peut éloigner une butée de fin de course quand le couple et assez faible de manière à disposer d'une liaison élastique de faible raideur autorisant un déplacement important du noyau suivant une course maximale donnant un bon niveau de filtration des vibrations générées par le moteur thermique. 30 Quand le couple délivré par le groupe motopropulseur devient élevé, on rapproche la butée de fin de course ce qui empêche des déplacements trop importants de ce groupe dépassant la course maximale sous l'effet du fort 3063685 3 couple qu'il délivre. On protège de cette manière les équipements disposés dans le compartiment moteur qui pourraient être endommagés par des déplacements trop importants du groupe motopropulseur. La biellette de reprise de couple selon l'invention peut de plus 5 comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, les systèmes de déplacement réalisent une élongation de l'anneau suivant l'axe longitudinal. Dans ce cas, l'anneau peut comporter de chaque côté de l'axe 10 longitudinal un système de déplacement. En particulier, la biellette peut comporter un corps disposé d'un côté de l'anneau comprenant un moyen de fixation, les systèmes de déplacement étant disposés entre les éléments élastiques, et une butée de fin de course se trouvant du côté opposé au corps. 15 Selon une variante, les systèmes de déplacement comportent des vis réalisant leur élongation. Selon une autre variante, les systèmes de déplacement comportent des vérins hydrauliques réalisant leur élongation. L'invention a aussi pour objet un procédé de calcul d'une biellette de 20 reprise de couple comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes, qui calcule le déplacement total d'une butée de fin de course pour obtenir lors d'un roulage du véhicule sur un rapport de démultiplication défini d'une transmission du groupe motopropulseur, et sur les rapports supérieurs, une absence d'appui du noyau sur les butées de fin de course. 25 Dans ce cas, en particulier le rapport de démultiplication défini peut être le deuxième rapport de marche avant. L'invention a aussi pour objet un procédé de commande d'une biellette de reprise de couple comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes, qui commande un éloignement des butées de fin de course 30 entre elles quand il reçoit une information de possibilité de démarrage du véhicule, ou de roulage sur certains rapports d'une transmission du groupe motopropulseur. 3063685 4 L'invention a de plus pour objet un véhicule automobile équipé d'une biellette de reprise de couple maintenant un groupe motopropulseur, comportant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et 5 avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple et de manière non limitative, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma présentant un groupe motopropulseur équipé d'une moteur et d'une boîte de vitesses, fixé dans le véhicule ; 10 - la figure 2 est un schéma en vue de dessus d'une biellette de reprise de couple selon l'art antérieur ; - la figure 3 est un graphique présentant pour une biellette suivant l'art antérieur et une biellette suivant l'invention, la contrainte en fonction du déplacement de son noyau intérieur ; 15 - les figures 4 et 5 sont des schémas de la biellette suivant l'art antérieur, présentée respectivement en approche d'une butée de fin de course et en fin de course complète ; - la figure 6 est un schéma d'une biellette de reprise de couple selon l'invention ; 20 - les figures 7 et 8 sont des schémas de cette biellette présentée pour un même déplacement du noyau, respectivement en position rétractée et en position allongée ; et - les figures 9 et 10 sont pour cette biellette des schémas d'un actionneur respectivement mécanique et hydraulique, présentant ses deux 25 positions d'extrémité. La figure 1 présente un groupe motopropulseur comportant un moteur thermique 2 et une boîte de vitesses 4 fixée à son extrémité, disposé transversalement à l'avant du véhicule, dont la masse est supportée de chaque côté par un support intermédiaire 6 recevant à son extrémité une 30 cale élastique 8 posée sur un longeron du véhicule 10. Les cales élastiques 8 supportent l'ensemble de la masse du groupe motopropulseur, en filtrant les excitations verticales de ce groupe pour éviter 3063685 5 de les transmettre à la caisse du véhicule. Les excitations verticales peuvent provenir des vibrations générées par le fonctionnement du moteur thermique 2, ou par des chocs quasi-statiques reçus de l'extérieur lors du roulage du véhicule sur un revêtement accidenté. 5 Une biellette de reprise de couple 12 fixée entre le moteur 2 et le berceau du véhicule 14, à une certaine distance radiale de l'axe reliant les cales élastiques 8, compense le couple C appliqué par le groupe motopropulseur aux arbres de roue 16 reliés aux roues motrices, en évitant une rotation de ce groupe autour de ses cales élastiques. 10 Toutes les oscillations de couple ainsi que les basculements de couple appliqués par le groupe motopropulseur aux roues motrices, sont alors compensés par la biellette de reprise de couple 12. La figure 2 présente un exemple de biellette de reprise de couple 12 comportant suivant un axe longitudinal A de transmission de l'effort, un corps 15 allongé 22 disposant d'un côté d'une petite articulation 24 comportant une élasticité avec une forte raideur permettant un faible déplacement, et de l'autre côté d'une grande articulation comprenant un noyau 26 fixé au centre d'un anneau 20, comportant une élasticité avec une faible raideur permettant un fort déplacement. 20 La petite articulation 24 et le noyau 26 comportent chacun un perçage central de fixation d'un côté sur le moteur 2 et de l'autre côté sur la caisse du véhicule 14, ces perçages pouvant être parallèles ou perpendiculaires. Le noyau 26 est relié à l'anneau 20 par deux bras élastiques 28 disposés sensiblement transversalement, avec un petit angle entre eux 25 formant un chevron. De cette manière le noyau 26 peut se déplacer avec une déformation des bras élastiques 28, suivant toute la distance longitudinale intérieure de l'anneau 20. La course du noyau 26 est légèrement différente dans un sens de déplacement par rapport à l'autre à cause de la forme en chevron des bras élastiques 28. 30 Une butée de fin de course 30 réalisée en élastomère, est disposée à l'intérieur de l'anneau 20 de chaque côté du noyau 26 dans la direction longitudinale. 3063685 6 La figure 4 présente une filtration des acyclismes générés par le moteur thermique 2, pour un couple de sortie pas trop élevé. Le noyau 26 vient en limite de chaque butée de fin de course 30. La figure 5 présente une filtration des acyclismes générés par le moteur 5 thermique 2 pour un couple de sortie élevé, ou une filtration d'un choc venant d'un couple brutal causé par un démarrage vif du véhicule à l'arrêt. Le noyau 26 vient comprimer les butées de fin de course 30. La figure 3 présente en fonction du déplacement du noyau 26 suivant l'axe longitudinal A, mesuré en millimètre, l'effort de rappel correspondant 10 mesuré en Newton sur ce noyau vers sa position centrale d'équilibre. La courbe de raideur normale 40 correspond à une biellette de reprise de couple 12 suivant l'art antérieur, et la courbe corrigée 42 à une biellette de reprise de couple suivant l'invention dans un état allongé. Une première zone de fonctionnement 44 correspond à un moteur 15 thermique 2 au ralenti, les acyclismes générés donnent un déplacement limité dans un sens à 5mm et dans l'autre à 8mm. Une deuxième zone de fonctionnement 46 correspond à un roulage du véhicule avec le troisième rapport de la boîte de vitesses, le couple développé sur les roues motrices étant modéré. Les déplacements du noyau 20 26 sont limités dans un sens à lOmm et dans l'autre à 17mm. Dans ce cas de déplacement présenté par la figure 4 le noyau 26 peut arriver en limite des butées de fin de course 30, sans les comprimer. La courbe de raideur 40 reste sensiblement plate à l'intérieur de la deuxième zone de fonctionnement 46, avec peu d'inflexion à ses extrémités, 25 correspondant à un rappel donné uniquement par les bras élastiques 28. Les rapports supérieurs au troisième rapport de la transmission, délivrant un couple plus faible, vont donner une zone de fonctionnement comprise à l'intérieur de la deuxième zone de fonctionnement 46, présentant des déplacements réduits. 30 Une troisième zone de fonctionnement 48 correspond à un roulage du véhicule avec le premier rapport de la boîte de vitesses, le couple développé sur les roues motrices étant important. Comme présenté figure 5 les 3063685 7 déplacements du noyau 26 sont importants, en venant comprimer les butées de fin de course 30. On travaille sur les extrémités de la courbe de raideur 40, avec une forte inflexion donnant une raideur de plus en plus élevée venant de la 5 compression des butées de fin de course 30. On peut avoir lors du roulage sur le premier et le deuxième rapport un inconfort venant de vibrations transmises par le moteur 2 à la caisse du véhicule 14, à cause des fortes raideurs aux extrémités de la courbe de raideur 40. 10 Lors de démarrages brutaux du véhicule le déplacement peut être maximum avec un noyau 26 venant en fin de course complète 50, donnée par la compression complète des butées de fin de course 30. La figure 6 présente une biellette de fin de course 12 comportant de chaque côté de l'axe longitudinal A sur l'anneau 20, un système de 15 déplacement 60 disposé entre le bras élastique 28 et la butée de fin de course 30 opposé au corps 22, qui peut allonger ou rétracter l'anneau suivant cet axe. Chaque système de déplacement 60 qui peut être notamment à commande électrique ou hydraulique, est relié par une liaison 62 à un moyen 20 de commande 64, lui-même relié au calculateur de contrôle du groupe motopropulseur. Dans une position d'extrémité les deux systèmes de déplacement 60 sont simultanément rétractés, comme présenté figure 7, pour obtenir une géométrie de la biellette de reprise de couple 12 conforme à une biellette 25 selon l'art antérieur. On obtient la courbe de raideur normale 40 qui n'a pas changé. Le moyen de commande 64 dispose la biellette de reprise de couple 12 dans cette position pour les roulages du véhicule sur le premier rapport et le rapport de marche arrière. La courbe de raideur normale 40 comporte la 30 limitation des déplacements du noyau 26 avec les butées de fin de course 30. 3063685 8 La mécanique est préservée avec des mouvements du groupe motopropulseur qui ne dépassent pas les fins de course complète 50. On a aussi un confort réduit, mais avec des temps d'utilisation limités sur ces rapports. 5 Dans l'autre position d'extrémité les deux systèmes de déplacement 60 sont simultanément allongés, comme présenté figure 8 pour réaliser un éloignement de la butée de fin de course 30 opposée au corps 22, suivant une course dx. On obtient la courbe de raideur corrigée 42, utilisée sur presque tous les rapports, par exemple à partir du deuxième rapport. 10 On a un grand confort de conduite grâce à la courbe corrigée 42 présentant une raideur restant faible à ses extrémités. Le couple délivré par le moteur thermique 2 sur ces rapports est insuffisant pour atteindre les fins de course complète 50 du noyau 26. Le moyen de commande 64 reçoit des indications du calculateur du 15 groupe motopropulseur lui indiquant une possibilité de démarrage du véhicule, ou un roulage sur le premier rapport ou le rapport de marche arrière, afin de réaliser automatiquement la position rétractée. Pour les autres roulages il réalise la position allongée. La figure 9 présente un système de déplacement 60 comportant deux 20 parties 70, 72 reliées par une coulisse 74 permettant un coulissement relatif de ces parties suivant une direction verticale correspondant à la direction de l'axe longitudinal A. Chaque partie 70, 72 est reliée à un côté de l'anneau 20. Une vis motorisée 76 pilotée par le moyen de commande 64, disposée parallèlement 25 à l'axe longitudinal A, prend appui sur la partie inférieure 72 pour se visser dans la partie supérieure 70, afin de l'éloigner comme présenté sur le premier dessin de la figure 9, ou de le rapprocher comme présenté suivant le deuxième dessin, avec une course totale dx. Le mouvement des deux systèmes de déplacement 60 sur le même 30 anneau 20 est synchronisé par le pilotage du moyen de commande 64, de manière à réaliser l'allongement ou la rétractation de cet anneau. 3063685 9 La figure 10 présente en variante un système de déplacement 60 similaire, comportant à la place de la vis motorisée un vérin hydraulique 80 piloté par une pression venant du moyen de commande 64. De la même manière le moyen de commande 64 commande les 5 mouvements synchronisés sur les deux systèmes de déplacement 60, afin de réaliser l'allongement ou la rétractation de l'anneau 20. D'une manière générale tout système de déplacement mécanique, électrique ou hydraulique peut être utilisé, pour déplacer une butée de fin de course 30 ou les deux, suivant l'axe longitudinal de déplacement A. 10 REVENDICATIONS1 - Biellette de reprise de couple comportant un moyen de fixation sur un groupe motopropulseur d'un véhicule automobile, un moyen de fixation sur la caisse de ce véhicule (14), un anneau (20) lié à un premier de ces moyens de fixation, et un noyau (26) disposé dans l'anneau (20) lié au deuxième moyen de fixation, ce noyau (26) étant relié à l'anneau (20) par des éléments élastiques (28) présentant une élasticité suivant un axe longitudinal (A), l'anneau (20) comportant à l'intérieur des butées élastiques de fin de course (30) disposées suivant l'axe longitudinal (A) de chaque côté du noyau (26), caractérisée en ce qu'elle comporte des systèmes de déplacement (60) déplaçant une butée de fin de course (30) par rapport à l'autre butée de fin de course (30). 2 - Biellette de reprise de couple selon la revendication 1, caractérisée en ce que les systèmes de déplacement (60) réalisent une élongation de l'anneau (20) suivant l'axe longitudinal (A). 3 - Biellette de reprise de couple selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'anneau (20) comporte de chaque côté de l'axe longitudinal (A) un système de déplacement (60). 4 - Biellette de reprise de couple selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce qu'elle comporte un corps (22) disposé d'un côté de l'anneau (20) comprenant un moyen de fixation (24), les systèmes de déplacement (60) étant disposés entre les éléments élastiques (28), et une butée de fin de course (30) se trouvant du côté opposé au corps (22). 5 - Biellette de reprise de couple selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les systèmes de déplacement (60) comportent des vis (76) réalisant leur élongation. 6 - Biellette de reprise de couple selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les systèmes de déplacement (60) comportent des vérins hydrauliques (80) réalisant leur élongation. 7 - Procédé de calcul d'une biellette de reprise de couple (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il 3063685 11 calcule le déplacement total (dx) d'une butée de fin de course (30) pour obtenir lors d'un roulage du véhicule sur un rapport de démultiplication défini d'une transmission (4) du groupe motopropulseur, et sur les rapports supérieurs, une absence d'appui du noyau (26) sur les butées de fin de 5 course (30). 8 - Procédé de calcul selon la revendication 7, caractérisé en ce que le rapport de démultiplication défini est le deuxième rapport de marche avant. 9 - Procédé de commande d'une biellette de reprise de couple (12) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il 10 commande un éloignement des butées de fin de course (30) entre elles quand il reçoit une information de possibilité de démarrage du véhicule, ou de roulage sur certains rapports d'une transmission (4) du groupe motopropulseur. 10 - Véhicule automobile équipé d'une biellette de reprise de couple 15 (12) maintenant un groupe motopropulseur, caractérisé en ce que cette biellette de reprise de couple (12) est selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.