FR2669584A1 - Dispositif de regulation du glissement d'entrainement. - Google Patents

Abstract

Dans un dispositif de régulation du glissement d'entraînement (régulation ASR) pour un véhicule automobile à traction arrière, qui fonctionne selon le principe de décélérer une roue motrice du véhicule qui a tendance à patiner en activant son frein de roue, le différentiel d'essieu arrière (17) est; doté d'un dispositif de blocage (56,57; 58,59) qui développe un degré de blocage augmentant avec l'augmentation de la différence des couples de traction qui peuvent être transmis, par l'intermédiaire des roues motrices du véhicule, entre ces dernières et la chaussée. Le dispositif de blocage est réalisé à l'aide d'embrayages à disques multiples (56,57) qui fournissent, entre les planétaires (72,73) et le boîtier (63) du différentiel (17), sur lequel sont également montés les satellites (79,81) du différentiel (17), un accouplement à friction grevé d'un glissement limité. De plus, les embrayages à disques multiples peuvent être appliqués hydrauliquement, en étant commandés par l'intermédiaire d'un distributeur à comnande électro-magnétique (111).

Description

Dispositif de régulation du glissement d'entraînement La présente

invention concerne un dispositif de régulation du

glissement d'entraînement (régulation ASR) pour un véhicule auto-

mobile, qui prévoit un différentiel pour transmettre le couple de sor-

tie du moteur ou encore de la transmission sur deux roues motrices du véhicule, le dispositif de régulation fonctionnant selon le principe de décélérer une roue du véhicule entraînée par l'intermédiaire du différentiel qui a tendance à patiner en activant son frein de roue et, si un freinage des deux roues motrices du véhicule est nécessaire, de réduire le couple-moteur, par exemple en intervenant dans l'allumage et/ou l'alimentation en carburant, et/ou en modifiant la position du papillon des gaz On connaît des dispositifs de régulation ASR de ce type par les documents DE-A 18 06 671 et DE-A 31 27 302, ainsi que DE 36 15 638 Ai et DE 38 10 449 Ai On sait aussi (DE 33 19 152 C 2) qu'on peut prévoir pour les roues motrices du véhicule des freins supplémentaires, par exemple sous forme de freins à disques

multiples, qui constituent une unité constructive avec le différen-

tiel, mais agissent sur les arbres de roues Ces dispositifs de régu-

lation connus, utilisant une intervention de freinage au moins dans la

phase initiale d'une situation nécessitant une régulation du glis-

sement d'entraînement, présentent l'inconvénient que, lorsque l'une des roues motrices roule sur une zone de chaussée avec un coefficient d'adhérence ( 11) élevé entre la chaussée et cette roue, tandis que

l'autre roue motrice du véhicule roule sur une zone de chaussée pré-

sentant un coefficient d'adhérence très faible, une part considérable du couple d'entraînement fourni par le moteur par l'intermédiaire de la transmission doit être pour ainsi dire anéantie, afin de pouvoir transmettre le couple de traction par l'intermédiaire de la roue du véhicule qui est la plus apte à le faire Dans la pratique, cela a

pour conséquence que pour des véhicules relativement faiblement moto-

risés, c'est-à-dire dont la puissance du moteur est inférieure à 70 k W et qui présentent un poids compris entre environ 10 000 et 12 000 N, la puissance en côte n'est plus, dans les conditions précitées de glissement d'adhérence ("p-Split"), suffisante pour pouvoir monter des pentes raides de 20 % par exemple C'est pourquoi on n'a pu jusqu'à présent réaliser des dispositifs de régulation ASR du type mentionné en introduction que sur des véhicules des catégories supérieures de puissance. On sait en outre (DE 35 28 389 Ai, DE 37 08 063 Ai et DE 38 28 656 Ai) qu'on peut utiliser pour la régulation ASR des différentiels

autobloquants à degré de blocage asservissable, qui permettent de com-

penser une différence de vitesse de rotation, et donc de glissement, entre les roues motrices du véhicule; toutefois, afin d'obtenir une limitation du glissement, il faut ici pouvoir modifier d'une manière contrôlée la valeur absolue du couple d'entraînement introduit dans la

chaîne d'entraînement.

Afin de pouvoir réaliser de cette manière une régulation ASR qui garantisse une stabilité dynamique suffisante du véhicule, il faut pouvoir introduire des degrés de blocage élevés du différentiel, ce

qui entraîne des dépenses constructives considérables pour les élé-

ments de blocage, typiquement réalisés sous forme d'embrayages à fric-

tion En outre, on doit pouvoir réaliser une rapide diminution du couple de rotation dans la chaîne d'entraînement; étant donné l'inertie du moteur et de l'ensemble de la chaîne d'entraînement, une diminution du couple de rotation effectuée par exemple en modifiant la position du papillon des gaz ou l'alimentation en carburant serait dans de nombreuses situations trop lente, de sorte qu'on a besoin de dispositifs de réglage supplémentaires, par exemple un frein à disque

agissant sur l'arbre d'entrée du différentiel, ou bien un servo-en-

traînement permettant de débrayer l'embrayage du moteur.

La présente invention a donc pour but de fournir un dispositif de régulation du glissement d'entraînement qui, avec une structure d'ensemble cependant simple, fournisse, même pour des véhicules des

catégories inférieures de puissance, un comportement de traction sa-

tisfaisant, et notamment une puissance en côte satisfaisante.

Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que le dif-

férentiel est doté d'au moins un dispositif de blocage qui développe un degré de blocage augmentant avec l'augmentation de la différence des couples de traction qui peuvent être transmis, par l'intermédiaire des roues motrices du véhicule, entre ces dernières et la chaussée,

mais dont le montant maximal est cependant limité à une valeur de 40 %.

Grâce à cette mesure, on obtient que, par une intervention de freinage éventuellement encore nécessaire, il ne faut plus "supprimer

par freinage" qu'une part nettement réduite du couple de sortie du mo-

teur; en effet, grâce au blocage au moins partiel du différentiel, se-

lon le montant du degré de blocage que peut développer ce dernier, une

part nettement supérieure du couple d'entraînement fourni par le mo-

teur par l'intermédiaire de la transmission reste disponible.

D'un point de vue énergétique, la principale raison en est que, quelle que soit la manière dont est réalisé le dispositif de blocage, afin d'établir le degré de blocage "à l'intérieur" du différentiel, il ne faut "supprimer par freinage" de la puissance d'entraînement qu'un montant correspondant à une différence de couple, alors que dans un dispositif conventionnel de régulation ASR, il faut, par l'intervention de freinage sur la roue du véhicule ayant tendance à patiner, anéantir jusqu'à la moitié du couple d'entraînement fourni

par le moteur.

Afin d'obtenir l'effet de blocage nécessaire dans le différen-

tiel, il suffit, conformément à une caractéristique supplémentaire de l'invention, de prévoir au moins un embrayage à friction, qui permet de fournir un accouplement par friction d'un des planétaires ou d'un des satellites du différentiel avec le boîtier, sur lequel ces pignons

sont montés rotatifs.

Toutefois, selon une configuration préférentielle du dispositif

de régulation ASR selon l'invention, des embrayages à friction respec-

tifs sont individuellement associés aux arbres de roues de l'essieu moteur Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, le différentiel est alors réalisé sous forme de différentiel à glissement

limité (différentiel AGS) en soi connu, dont les planétaires sont dis-

posés axialement mobiles sur le boîtier ainsi que sur le carter du différentiel, et peuvent être déplacés axialement par les forces d'engrènement qui apparaissent entre les satellites et les planétaires

en présence de valeurs différentes des couples qui peuvent être trans-

mis par l'intermédiaire des arbres de roues, et sont ainsi poussés

contre des éléments d'accouplement qui fournissent ainsi un accouple-

ment par friction croissant entre les planétaires et le boîtier du différentiel Selon une caractéristique supplémentaire, dans le cadre des dispositifs de blocage, on prévoit d'une part des disques d'embrayage assemblés solidairement en rotation aux arbres de roues mais cependant axialement déplaçables par rapport à ces derniers, et d'autre part des disques d'embrayage montés solidairement en rotation

sur le boîtier et également axialement déplaçables, les parois laté-

rales du boîtier constituant des butées pour les groupes de disques.

On obtient ainsi un dispositif de blocage fonctionnant en quelque sorte automatiquement, pour lequel on n'a besoin d'aucun moyen de commande.

En remplacement ou en complément de ces configurations, une ca-

ractéristique supplémentaire de l'invention prévoit que les disposi-

tifs de blocage sont réalisés sous forme de blocages de différentiel à

degré de blocage limité, à actionnement hydraulique et commande élec-

trique On peut ainsi prévoir des éléments de commande électro-

hydrauliques pouvant être asservis par des distributeurs à commande électromagnétique, distributeurs qui sont commandés par des signaux de sortie d'une unité de commande électronique qui produit ces signaux

de commande à partir d'un traitement de signaux de sortie de transmet-

teurs de vitesses de roues qui, d'après leur niveau et/ou leur fré-

quence, contiennent des informations sur le comportement dynamique au

moins des roues motrices du véhicule.

De même, en remplacement ou en complément de ces configurations

du dispositif de régulation ASR, on peut, dans le cadre du ou des dis-

positifs de blocage du différentiel, prévoir des éléments de cisail-

lement remplis de liquide dilatant, qui réagissent également automati-

quement et ne nécessitent aucun moyen de commande Plus en détails, une caractéristique supplémentaire de l'invention prévoit donc que des chambres de cisaillement remplies d'un liquide dilatant sont présentes sur le boîtier du différentiel, dans lesquelles sont disposés des disques de cisaillement qui sont assemblés solidairement en rotation aux satellites et dont les faces de délimitation délimitent d'un côté, à l'intérieur des chambres de cisaillement, des fentes de cisaillement

dans lesquelles, à partir d'un montant minimal de rotation et de vi-

tesse de rotation des satellites, on dépasse les valeurs de seuil du

cisaillement et de la vitesse de cisaillement qui sont caractéris-

tiques de l'apparition d'un bond de viscosité du liquide dilatant.

Enfin, selon une dernière caractéristique supplémentaire de l'invention, une seule soupape d'admission commune est prévue pour les freins de roues des deux roues motrices du véhicule, par l'intermédiaire de laquelle s'effectue l'établissement de la pression de freinage dans les deux freins de roues, ainsi qu'une seule soupape d'échappement commune, par l'intermédiaire de laquelle les deux freins des roues motrices du véhicule peuvent être conjointement raccordés à la conduite de retour du système antiblocage, et un seul transmetteur de vitesse de roue est associé aux roues motrices du véhicule, dont le signal de sortie constitue, d'après son niveau et/ou sa fréquence, une

mesure de la somme des vitesses des deux roues motrices du véhicule.

On obtient ainsi une configuration du dispositif de régulation ASR qui

peut être réalisée à un coût particulièrement faible et qui est desti-

née à des véhicules équipés d'un système ABS agissant sur l'essieu ar-

rière (c'est-à-dire l'essieu moteur) avec une régulation conjointe de

la pression de freinage.

L'exposé qui suit décrit la structure et le fonctionnement d'exemples de réalisation de l'invention à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 représente un schéma hydraulique de l'installation de freinage d'un véhicule routier à traction arrière, qui est équipé d'un dispositif de régulation du glissement d'entraînement selon l'invention, doté de dispositifs de blocage sur le différentiel de l'essieu moteur, la figure 2 est une vue détaillée du différentiel de la figure 1, en coupe le long d'un plan contenant les axes de rotation du pignon d'attaque, de la couronne et des pignons du différentiel, et

la figure 3 est un schéma hydraulique d'un autre exemple de réa-

lisation, dans une représentation correspondant à la figure 1.

La figure 1 représente, pour un véhicule routier à traction ar-

rière équipé à la fois d'un système antiblocage (ABS) et d'un disposi-

tif de régulation du glissement d'entraînement (ASR), la partie de

l'installation de freins de service 10 qui est associée aux roues mo-

trices du véhicule, l'installation 10 étant réalisée sous forme d'une installation de freinage hydraulique à deux circuits, dans laquelle les freins de roues avant (non représentés) sont réunis en un circuit de freinage I, et les freins de roues arrière 11 et 12 (ces références désignant également les roues motrices du véhicule) en un circuit de

freinage d'essieu arrière II Les arbres de roues 13 et 14, qui en-

traînent les roues arrière du véhicule, sont reliés en entraînement à

l'arbre de sortie 16 schématiquement suggéré de la transmission ou en-

core du moteur, par l'intermédiaire d'un différentiel 17 qui répartit

sur les roues arrière 11 et 12 le couple-moteur fourni par l'arbre 16.

Il est supposé que les deux circuits de freinage I et II sont des circuits de freinage statique, pour l'alimentation en pression de freinage desquels est prévu un dispositif de freinage réalisé sous forme de maître-cylindre en tandem de construction conventionnelle, qui peut être actionné au moyen d'une pédale de frein 19, par l'intermédiaire d'un amplificateur de freinage 21 Dans l'exemple de réalisation représenté, le circuit de freinage d'essieu arrière II est

raccordé à la chambre de pression de sortie secondaire 22 du disposi-

tif de freinage 18, chambre qu'un piston flottant 23 délimite en mobi-

lité étanche vis-à-vis de la chambre de pression de sortie primaire du

dispositif de freinage, à laquelle est raccordée la conduite princi-

pale de freinage 24 du circuit de freinage d'essieu avant I, non au-

trement représenté.

Le système ABS utilise ici le principe du retour automatique:

dans les phases de suppression de la pression de freinage de la régu-

lation antiblocage, le liquide de freinage évacué d'un ou plusieurs freins de roues soumis à la régulation est refoulé dans la chambre de pression de sortie du dispositif de freinage 18 qui est associée au

circuit de freinage respectif I ou II.

La régulation ASR utilise le principe de décélérer une roue mo-

trice du véhicule qui a tendance à patiner en activant son frein de roue 11 et/ou 12 et, si les deux roues 11 et 12 ont tendance à patiner et doivent donc être freinées, de réduire le couple-moteur, par exemple en intervenant dans l'alimentation en carburant, l'allumage ou

l'apport d'air au moteur.

Comme soupapes de régulation de la pression de freinage, utili-

sées à la fois pour la régulation ABS et pour la régulation ASR, on a prévu des soupapes d'admission 26 et 27 individuellement associées aux freins de roues 11 et 12, par lesquelles passent les branches de conduite de freinage 29 ' et 29 " permettant d'introduire la pression de freinage dans les freins de roues 11 et 12, les branches 29 ' et 29 "

partant d'un point de bifurcation de la conduite principale de frei-

nage 29 du circuit de freinage d'essieu arrière II qui est raccordée à

la chambre de pression de sortie secondaire 22 du dispositif de frei-

nage 18; on a aussi prévu des soupapes d'échappement 31 et 32 indivi-

duellement associées aux freins de roues 11 et 12, par l'intermédiaire

desquelles les freins de roues 11 et/ou 12 peuvent être raccordés in-

dividuellement ou conjointement à une conduite de retour 33 du circuit de freinage d'essieu arrière II, à laquelle est raccordé d'une part un réservoir d'accumulation à basse pression 34 et d'autre part, par l'intermédiaire d'un clapet antiretour d'entrée 36, une pompe de refoulement 37 à entraînement électrique qui, par l'intermédiaire d'un clapet antiretour de sortie 38, est à nouveau raccordée à la conduite

principale de freinage 29 du circuit de freinage d'essieu arrière II.

Dans l'exemple de réalisation représenté, les soupapes d'admission 26 et 27 sont réalisées sous forme de distributeurs 2/2 voies à commande électromagnétique, dont la position de base O est la position passante reliant le frein de roue respectif 11,12 à la

conduite principale de freinage 29 du circuit de freinage d'essieu ar-

rière II, et dont la position excitée I est une position isolante dés-

accouplant le frein de roue respectif 11,12 de la conduite principale

de freinage 29.

Les soupapes d'échappement 31 et 32 sont elles-mêmes réalisées sous forme de distributeurs 2/2 voies à commande électromagnétique, dont la position de base O est la position isolante, dans laquelle le ou les freins de roues 11,12 sont isolés vis-à-vis de la conduite de retour 33, et dont la position excitée I est une position passante respective, dans laquelle le-ou les freins de roues 11,12 communiquent

avec la conduite de retour 33.

Des soupapes d'admission et d'échappement correspondant à ces soupapes d'admission et d'échappement 26,31 et 27,32 individuellement associées aux freins de roues arrière 11 et 12, sont associées aux freins de roues non représentés du circuit de freinage d'essieu avant I, de même qu'une pompe de refoulement prévue pour ce circuit et un

réservoir d'accumulation raccordé à une conduite de retour de ce cir-

cuit de freinage, qui correspondent constructivement et fonctionnel-

lement à la conduite de retour 33, à la pompe de refoulement 37 et au réservoir d'accumulation 34 du circuit de freinage d'essieu arrière Il.

L'unité hydraulique qui vient d'être décrite, globalement dési-

gnée 39 et comprenant les soupapes d'admission 26 et 27, les soupapes d'échappement 31 et 32, le réservoir d'accumulation 34 et la pompe de refoulement 37 avec ses clapets antiretour d'entrée et de sortie 36 et 38, permet de réaliser une régulation ABS sur l'essieu arrière comme s'il s'agissait de roues indépendantes, par le fait que, sur les

freins de roues arrière 11 et 12, les phases de suppression, de main-

tien et de rétablissement de la pression de freinage peuvent être com-

mandées indépendamment les unes des autres, c'est-à-dire que même des

modifications de pression de freinage en opposition de phase sont pos-

sibles, de sorte que, tandis que la pression de freinage est supprimée sur un frein de roue, par exemple le frein de roue arrière gauche 11, elle est rétablie sur le frein de roue arrière droite 12 La position

de base représentée O des soupapes d'admission 26 et 27 et des sou-

papes d'échappement 31 et 32 est ici associée tant au freinage normal, c'est-à-dire un freinage non soumis à une régulation ABS, qu'à des phases de rétablissement de la pression de freinage qui se déroulent à l'intérieur de cycles de réglage de la régulation ABS Les signaux de commande, qui sont nécessaires dans le cadre d'un cycle de régulation ABS pour l'asservissement conforme à la régulation des soupapes

d'admission 26 et 27 et des soupapes d'échappement 31 et 32, sont pro-

duits par une unité de commande électronique globalement désignée 41, à laquelle sont amenés comme signaux d'entrée au moins le signal de

sortie du contacteur de feux de stop 42 ainsi que les signaux de sor-

tie de transmetteurs de vitesses de roues 43 et 44 qui, dans l'exemple de réalisation selon la figure 1, sont individuellement associés aux roues arrière, et que des signaux de sortie qui sont produits par des transmetteurs de vitesses de roues correspondants, non représentés, qui sont individuellement associés aux roues avant du véhicule, ces

différents signaux contenant, d'après leur niveau et/ou leur fré-

quence, des informations sur le comportement dynamique des roues concernées du véhicule; à partir de ces signaux d'entrée, l'unité électronique de commande 41 produit, selon des algorithmes connus, les signaux de commande qui sont nécessaires pour un asservissement

conforme à la régulation des soupapes d'admission 26 et 27 et des sou-

papes d'échappement 31 et 32, ainsi que de la pompe de refoulement 37.

Dans l'exemple de réalisation selon la figure 1, en plus des composants décrits pour la réalisation du système antiblocage qui

constituent l'unité hydraulique ABS 39, on a prévu, pour la réalisa-

tion du dispositif de régulation ASR, un distributeur 46 de commande

de fonction ASR, un distributeur 47 de sortie ASR et une pompe de pré-

charge 49, à commande électrique et dotée d'un limiteur de pression

48, qui constituent conjointement, en quelque sorte, une unité hydrau-

lique supplémentaire 51 qui, en combinaison avec l'unité hydraulique

ABS 39, permet la réalisation de la fonction de régulation du glis-

sement d'entraînement. Le distributeur 46 de commande de fonction ASR est monté entre la sortie de pression 52 du dispositif de freinage 18, associée au circuit de freinage d'essieu arrière II, et la conduite principale de

freinage 29 du circuit II, et il est réalisé sous forme de distribu-

teur 2/2 voies à commande électromagnétique, dont la position de base

0 est la position passante, dans laquelle la pression de freinage pro-

venant du dispositif de freinage 18 peut être introduite dans la

conduite principale de freinage 29 et, par l'intermédiaire des sou-

papes d'admission 26 et 27 et des conduites de freinage 29 ' et 29 ",

dans les freins de roues 11 et 12 Sa position excitée 1, qui est as-

sociée au fonctionnement de la régulation ASR, est sa position iso-

lante, dans laquelle le dispositif de freinage 18 est isolé vis-à-vis du circuit de freinage d'essieu arrière II, et dans laquelle le et/ou

les freins de roues arrière 11,12 sont alimentés en pression de frei-

nage par la pression de sortie de la pompe de refoulement 37 du cir-

cuit II, utilisée comme source de pression auxiliaire pendant le fonc-

tionnement de la régulation ASR, le circuit II étant alors alimenté en liquide de freinage, à l'aide de la pompe de pré-charge 49, à partir

du réservoir 59 du dispositif de freinage 18.

Le distributeur 47 de sortie ASR est également réalisé sous forme de distributeur 2/2 voies à commande électromagnétique, qu'un signal de commande ASR produit par l'unité de commande électronique 41 permet de commuter de sa position de base isolante O à une position passante I comme position excitée Le distributeur de sortie ASR est monté entre le réservoir de liquide de freinage 53 du dispositif de freinage et la conduite de retour 33, ou encore le réservoir d'accumulation 34 raccordé à cette dernière Le distributeur de sortie

ASR n'est commutée dans sa position excitée I (c'est-à-dire sa posi-

tion passante) que pendant le fonctionnement de la régulation ASR, et

avantageusement pour toute la durée d'un cycle de réglage ASR; autre-

ment, il est maintenu dans sa position de base 0.

Pendant le fonctionnement de la régulation ASR, les soupapes d'admission 26 et 27 et les soupapes d'échappement 31 et 32 de l'unité hydraulique ABS 39 sont également utilisées pour la commande des phases d'établissement, de maintien et de suppression de la pression de freinage, en analogie au fonctionnement de la régulation ABS A nouveau, les signaux de commande nécessaires pendant le fonctionnement de la régulation ASR pour l'asservissement des soupapes d'admission et

d'échappement 26,27 et 31,32, du distributeur 46 de commande de fonc-

tion ASR et du distributeur 47 de sortie ASR, ainsi que de la pompe de refoulement 37 et de la pompe de pré-charge 49, sont produits par

l'unité de commande électronique 41 à partir d'un traitement des si-

gnaux de sortie des transmetteurs de vitesses de roues qui s'effectue selon des algorithmes connus, l'unité 41 étant conçue à la fois pour la commande du fonctionnement de la régulation ABS et pour la commande

du fonctionnement de la régulation ASR.

Des dispositifs de blocage 56,57 et/ou 58,59, dont est équipé le

différentiel 17, constituent d'autres éléments fonctionnels du dispo-

sitif de régulation ASR, qui fournissent un blocage du différentiel 17

qui augmente avec l'augmentation de la différence des couples de trac-

tion pouvant être transmis, par l'intermédiaire des roues motrices du

véhicule, entre ces dernières et la chaussée, et dont le degré de blo-

cage Msa G est fourni par la relation I Mswr Mswll

MSM * 100 %

MSMG Mswr + Mswl o Mswr et Mswi désignent les couples de traction qui peuvent être respectivement transmis par l'arbre de roue droit 14 et l'arbre de roue gauche 13 de l'essieu arrière moteur et les roues du véhicule qui

sont assemblées solidairement en rotation à ces arbres.

Les dispositifs de blocage 56 à 59 sont constructivement incor-

porés dans le différentiel 17, qui est au reste réalisé selon une configuration connue à cet effet, pour l'explication de laquelle on se

référera maintenant également à la figure 2.

Selon l'agencement détaillé sur la figure 2, un boîtier globale-

ment désigné 63 est monté, dans le carter 61 du différentiel 17, rota-

tif autour d'un axe horizontal 62 s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal du véhicule; une grande couronne 64 est assemblée il solidairement en rotation au boîtier 63 et engrène avec un pignon d'attaque 66, qui est lui-même monté rotatif sur le carter 61 autour d'un axe horizontal 67 s'étendant parallèlement à l'axe du véhicule et qui est accouplé solidairement en rotation à l'arbre de transmission 16 de la chaîne d'entraînement du véhicule Le rapport de pont arrière

i HA de la chaîne d'entraînement est déterminée par le rapport des dia-

mètres du pignon d'attaque 66 et de la grande couronne 64.

Dans le boîtier 63, qui, à l'exception d'un flasque 68 prévu

pour la fixation de la grande couronne 64, est configuré symétrique-

ment par rapport à son plan médian longitudinal 69, également quant à

son montage rotatif 71 sur le carter 61 du différentiel 17, sont mon-

tés les planétaires 72 et 73 qui sont eux-mêmes rotatifs autour de

l'axe de rotation 62 du boîtier 63 et qui sont également montés rota-

tifs sur le carter 61 au moyen d'arbres 74 et 76 sortant latéralement

du carter 61 Les arbres de planétaires 74 et 76 sont accouplés soli-

dairement en rotation, par l'intermédiaire de joints de cardan 77 et

78 (figure 1) ou autres liaisons articulées fonctionnellement équi-

valentes, aux arbres de roues 13 et 14 de l'essieu arrière moteur.

Les planétaires 72 et 73 engrènent avec des satellites 79 et 81 qui sont montés librement rotatifs sur le boîtier 63 autour d'un axe 82 s'étendant perpendiculairement à l'axe de rotation horizontal 62

des planétaires 72 et 73.

Les dispositifs de blocage 56 et 57, dont la figure 2 représente seulement les détails fonctionnellement importants du dispositif de blocage 56 associé à la roue arrière gauche, sont réalisés sous forme d'embrayages à disques multiples qui, par de légers déplacements

axiaux des planétaires 72 et 73, peuvent être actionnés en vue de dé-

velopper une friction élevée entre les planétaires 72 et 73 et le boî-

tier 63 du différentiel 17, de sorte que le différentiel 17 subit un blocage dont le degré de blocage est relativement élevé mais cependant limité, lesdits déplacements des planétaires 72 et 73 résultant des composantes axiales, apparaissant entre eux et les satellites 79 et 81, des forces apparaissant dans les dentures mutuellement engrenées

lorsque des couples de rotation différents sont actifs sur les plané- taires 72 et 73, ce qui est toujours le cas lorsque les roues motrices

du véhicule tournent à des vitesses angulaires différentes W Rr et R 1.

Les embrayages à disques multiples prévus comme dispositifs de blocage 56 et 57 comprennent des disques 83, désignés ci-après disques "de stator", qui sont accouplés solidairement en rotation au boîtier 63 mais sont montés sur ce dernier avec possibilité de déplacement en direction de l'axe de rotation (horizontal) 62 des planétaires 72 et 73, ainsi que des disques 84, désignés ci-après disques "de rotor", qui sont accouplés solidairement en rotation aux arbres de planétaires 74 et 76 et sont également déplaçables axialement en direction de l'axe de rotation 62 des planétaires, les disques "de stator" et "de rotor" 83 et 84 formant, à l'intérieur des dispositifs de blocage 56 et 57, des groupes de disques respectifs 56 ' et 57 ', à l'intérieur desquels un disque de rotor 84 est chaque fois disposé entre deux

disque de stator 83, et les disques de stator chaque fois les plus ex-

térieurs 83 ' des deux groupes de disques 56 ' et 57 ' pouvant être as-

semblés fixement à la paroi frontale latérale respective 86 ou 87 du

boîtier 63, tandis que les disques de rotor chaque fois les plus inté-

rieurs 84 ' peuvent être montés fixement sur les faces de base exté-

rieures en forme de couronnes 88 ou 89 des deux planétaires 72 ou 73.

En vue de l'accouplement des disques de stator 83 avec le boî-

tier 63 en solidarité de rotation tout en autorisant un déplacement

axial des disques 83, l'enveloppe 91 intérieurement cylindrique circu-

laire du boîtier est dotée de dentures intérieures 92 et 93 configu-

rées en dentures droites, qui engrènent avec des dentures extérieures complémentaires des disques de stator 83, configurés en forme de

disques annulaires, des deux groupes de disques 56 ' et 57 '.

D'une manière analogue, l'accouplement des disques de rotor 84 en solidarité de rotation tout en autorisant un déplacement axial des disques 84, est obtenu par des dentures droites extérieures 94 et 96

des arbres de planétaires 74 et 76, et des dentures intérieures com-

plémentaires des disques de rotor 84, qui engrènent avec ces dentures

extérieures.

De même, la possibilité de déplacement axial des planétaires 72 et 73 est obtenue par le fait que ces derniers sont dotés de dentures intérieures complémentaires des dentures extérieures 94 et 96 des

arbres de planétaires 74 et 76.

La configuration décrite ci-dessus des dispositifs de blocage 56 et 57 permet, en utilisant les forces d'engrènement apparaissant entre

les satellites 79 et 81 et les planétaires 72 et 73, d'obtenir des de-

grés de blocage maximaux de 35 à 40 % dans le différentiel 17.

En outre, afin de pouvoir si nécessaire obtenir dans le dif-

férentiel 17 des degrés de blocage encore plus élevés, on a prévu que

les arbres de planétaires 74 et 76 peuvent, en alimentant -avec com-

mande par distributeur une chambre de pression d'entraînement respec- tive 97 avec la pression de sortie d'une source de pression auxiliaire globalement désignée 98, soit donc dans une certaine mesure par une commande assistée, être déplacés axialement d'une course (faible, d'un montant d'environ 1 mm) suffisante pour obtenir une possibilité de compression suffisante des groupes de disques 56 ' et 57 ', et qu'ils sont pourvus, à leurs extrémités intérieures, de butées d'entraînement simplement suggérées 99 et 101, à l'aide desquelles le déplacement vers l'extérieur des arbres de planétaires 74 et 76 peut être transmis

par engagement positif sur les planétaires 72 et 73.

Cette chambre de pression d'entraînement 97 est délimitée -en mobilité axiale par un piston annulaire, globalement désigné 102 et entourant coaxialement l'arbre de planétaire 74, qui est réalisé sous forme de piston à gradins présentant un gradin de piston extérieur 103 de diamètre supérieur et un gradin de piston intérieur 104 de diamètre inférieur, qui sont respectivement guidés en mobilité étanche dans des

gradins d'alésage 106 et 107 de diamètres respectivement correspon-

dants du carter 61 qui se raccordent l'un à l'autre par

l'intermédiaire d'un épaulement annulaire radial 108, l'arbre de pla-

nétaire 74 étant monté rotatif sur le piston annulaire 102 à l'aide d'un roulement axial à billes 109 et étant assemblé sans possibilité

* de translation au piston annulaire 102 par l'intermédiaire de ce rou-

lement D'une manière non détaillée, les articulations 77 et 78, qui accouplent les arbres de planétaires 74 et 73 aux arbres de roues 13 et 14, sont configurées de telle sorte que le décalage axial des arbres de planétaires 74, 76, qui apparaît lors d'une réaction des dispositifs de blocage 56 et 57, est en quelque sorte "absorbé" à

l'intérieur de ces articulations.

Comme source de pression auxiliaire 98, dont la pression de sor-

tie permet d'alimenter les chambres de pression d'entraînement 97 en vue de l'actionnement des dispositifs de blocage 56 et 57, on utilise une source de pression hydraulique qui est de toute manière présente

sur le véhicule, prévue par exemple dans le cadre d'une direction as-

sistée ou d'une régulation de niveau, et qui travaille à un niveau de pression initiale compris entre 60 et 120 bars, de sorte qu'au vu de

la grande surface annulaire, correspondant à la différence des sec-

tions libres des gradins d'alésage 106 et 107, sur laquelle le piston annulaire 102 peut être sollicité par la pression de sortie de la

source de pression auxiliaire 98, on peut obtenir des forces suffisam-

ment élevées pour l'actionnement des dispositifs de blocage 56 et 57.

En vue de l'asservissement des dispositifs de blocage 56 et 57 qui peuvent être ainsi (en plus) actionnés hydrauliquement, on a prévu un distributeur à commande électromagnétique 111, réalisé sous forme de distributeur 3/2 voies, qui est monté entre la sortie de pression 112 de la source de pression auxiliaire 98 et un point de bifurcation 113 de la conduite de commande, d'o partent les branches de conduite de commande 114 ' et 114 " menant aux chambres de pression d'entraînement 97 des dispositifs de blocage 56 et 57 Dans la position de base O de ce distributeur de commande de blocage 111, la sortie de pression 112 de la source de pression auxiliaire 98 est isolée vis-à-vis des branches de conduite de commande 114 ' et 114 ", et les chambres de pression d'entraînement 97 sont, par l'intermédiaire d'une voie de passage 116 du distributeur 111, déchargées de leur pression vers le réservoir (exempt de pression) 117 de la source de pression auxiliaire 98 Dans la position excitée I du distributeur de commande de blocage 111, position dans laquelle ce distributeur est commuté par un signal

de sortie de l'unité électronique de commande 41, lorsque cette der-

nière "reconnaît",-à l'aide des signaux de sortie des transmetteurs de

vitesses de roues du véhicule et notamment des transmetteurs de vi-

tesses de roues 43 et 44, qu'au moins une des roues motrices du vé-

hicule a tendance à patiner, la sortie de pression 112 de la source de pression auxiliaire 98 est reliée aux branches de conduite de commande 114 ' et 114 " par l'intermédiaire d'une autre voie de passage 118 du

distributeur 111, et le réservoir 117 de la source de pression auxi-

liaire 98 est isolé vis-à-vis des branches 114 ' et 114 ".

Dans l'exemple de réalisation décrit jusqu'alors, des disposi-

tifs de blocage 58 et 59 prévus en plus, mais qui peuvent aussi conve-

nir à eux seuls pour obtenir une action de blocage dans le différen-

tiel 17, sont réalisés sous forme d'éléments de cisaillement visqueux,

dont le fluide de travail est un liquide dilatant, c'est-à-dire un li-

quide qui, lorsqu'il est exposé à un cisaillement Y et qu'on dépasse alors à la fois une valeur minimale gkin du cisaillement et une valeur de seuil is de la vitesse de cisaillement, connaît une augmentation drastique de sa viscosité, qui s'accompagne d'un "bond de rigidité" de l'élément de cisaillement. Les éléments de cisaillement visqueux 58 et 59 sont disposés sur des régions -extérieurement planes 91 ' et 92 " de l'enveloppe 91 du

boîtier, sur lesquelles sont montés librement rotatifs, par leurs pi-

vots 119,121, les satellites 79 et 81 du différentiel 17 Afin d'éviter de déséquilibrer le boîtier 63, qui tourne à la vitesse

moyenne des deux roues motrices du véhicule, les deux éléments de ci-

saillement visqueux sont identiquement configurés.

Chacun des deux éléments de cisaillement 58 et 59 comprend un

disque de cisaillement circulaire et stable 122, qui est rapporté so-

lidairement en rotation sur une partie terminale libre du pivot res-

pectif d'arbre 119,121 du satellite 79,81 partie qui dépasse légère-

ment au-delà de la région de surface extérieure plane 91 ', 91 " du boî-

tier 63 Ces disques de cisaillement 122 sont chacun disposés dans une chambre de cisaillement cylindrique plate 123, totalement remplie du liquide de travail dilatant, qui est délimitée vers l'extérieur par un

couvercle plat en forme de pot 124 rapporté hermétiquement sur la ré-

gion de surface extérieure plane respective 91 ' ou 91 " du boîtier 63, et qui est étanchéifiée vis-à-vis des pivots 119, 121 à l'aide d'au moins un joint annulaire respectif 126 Les disques de cisaillement 122 sont disposés de telle sorte que des fentes annulaires 127 restent présentes entre ces disques et les régions de surface extérieure planes 91 ' et 91 " de l'enveloppe du boîtier, et que des fentes en

forme de disques annulaires 129 restent présentes entre les faces cir-

culaires extérieures et la face circulaire intérieure plane de la par-

tie de fond 128 du couvercle en forme de pot 124, les fentes 127 et 129 présentant chaque fois la même largeur, qui correspond également à la largeur radiale de la fente cylindrique circulaire 131 qui reste

chaque fois présente entre la face d'enveloppe du disque de cisail-

lement respectif 122 et la face d'enveloppe intérieure du couvercle en forme de pot 124 qui est disposée radialement en vis-à-vis de la face

d'enveloppe précitée du disque 122 Ces largeurs de fente sont dimen-

sionnées de telle sorte que, lors des rotations des disques de cisail-

lement 122 résultant des rotations des satellites 79 et 81, la valeur minimale tain du cisaillement et, à partir d'une vitesse de rotation minimale donnée des satellites 79 et 81, également la valeur de seuil

de la vitesse de cisaillement dans le liquide dilatant soient dépas-

sées, valeurs à partir desquelles apparaît le bond de viscosité du li-

quide dilatant, et donc apparaît un assemblage (par liaison de sub-

stance) de plus en plus solide entre le disque de cisaillement respec-

tif 122 et les parties du boîtier 63 et du couvercle respectif 124 qui entourent ce disque, ce qui apporte finalement l'action de blocage

souhaitée dans le différentiel 17.

Un liquide dilatant utilisable dans les éléments de cisaillement 58 et 59 est par exemple une dispersion de copolymères, qui peut être réalisée par copolymérisation d'une émulsion de monoacides et/ou de

diacides carboxyliques mono-oléfiniquement insaturés a, a avec des mo-

nomères mono-oléfiniquement insaturés et éventuellement de petites quantités de monomères polyoléfiniquement insaturés, en présence d'émulsifiants et de dispersants habituels ainsi que de déclencheurs de polymérisation, et qui possède une teneur en copolymérisat comprise entre 35 et 55 % La réalisation de telles dispersions (dilatantes) de copolymérisat, qui peuvent être réalisées dans une large plage de concentration de la teneur en copolymérisat avec une faible dispersion des tailles de particules, est par exemple décrite en détails dans le

document DE-A 30 25 562, auquel on se référera en la matière Les dis-

persions de copolymérisat de cette catégorie de substances se caracté-

risent par une stabilité satisfaisante à long terme de leurs proprié-

tés chimiques et physiques Elles peuvent être réalisées avec les va-

leurs les plus diverses de viscosité initiale et de vitesse de cisail-

lement critique rs, la plage de variation de la vitesse de cisail-

lement critique Rs pouvant être comprise entre 1 s-1 et 10-4 s-1, et la valeur minimale Y-in du cisaillement, qui doit être atteinte afin

que le liquide dilatant puisse subir son augmentation de viscosité ca-

ractéristique du comportement dilatant, étant égale à 0,5.

On comprendra qu'on peut aussi utiliser dans les éléments de ci-

saillement 58 et 59 d'autres liquides dilatants que ceux appartenant à la catégorie précité de substances, dans la mesure o leurs propriétés rhéologiques sont semblables ou équivalentes à celles des dispersions

précitées de copolymérisat.

La part de la puissance de sortie du moteur qui est utilisée

lors d'une réaction de la régulation ASR dans les dispositifs de blo-

cage 56,57 ou 58,59 pour l'établissement d'un degré de blocage (par friction), certes limité, est nettement plus faible que la perte d'énergie d'entraînement qu'il faut accepter pour établir un degré de blocage correspondant de l'essieu arrière moteur globalement considéré par la simple activation du/des freins de roues 11 et/ou 12, de sorte que des véhicules équipés d'un dispositif de régulation ASR tel que décrit jusqu'alors à l'aide des figures 1 et 2, peuvent être motorisés

moins puissamment que des véhicules équipés d'un dispositif de régula-

tion ASR établissant un degré de blocage nécessaire de l'essieu ar-

rière moteur uniquement par une intervention de freinage.

Cela est vrai avec la restriction, qui n'est pas très importante dans la pratique de conduite, que dans des conditions extrêmes de

glissement d'adhérence ("ii-Split"), c'est-à-dire de grandes dif-

férences du coefficient d'adhérence entre la chaussée et les deux roues motrices du véhicule, il faut tenir compte d'une puissance en côte réduite du véhicule; cela est également vrai pour l'autre exemple de réalisation, représenté sur la figure 3, qui se distingue par une structure particulièrement simple tant du dispositif de régulation

antiblocage que du dispositif de régulation ASR.

Dans la mesure o, sur la figure 3, des éléments constructifs et fonctionnels de l'installation de freinage 10 ' qui y est représentée sont désignés par les mêmes références numériques que sur les figures 1 et 2, cela signifie qu'il existe une similitude ou analogie de construction et de fonctionnement entre ces éléments, et également

qu'il convient, afin d'éviter des répétitions, de se reporter aux par-

ties correspondantes de la description des figures 1 et 2.

Dans l'installation de freinage 10 ' selon la figure 3, à la dif-

férence de l'installation de freinage 10 selon la figure 1, le système ABS est réalisé sous forme de système à trois canaux, qui travaille avec une régulation individuelle de la pression de freinage sur les freins de roues avant (non représentés) et une régulation commune de la pression de freinage sur les freins de roues arrière 11 et 12 du véhicule En conséquence, un seul transmetteur de vitesse de roue 132 est prévu pour les deux roues arrière, dont le signal de sortie constitue, d'après son niveau et/ou sa fréquence, une mesure de la somme des vitesses de rotation (d Ri et U Rr des roues motrices arrière du véhicule Conformément au type de régulation ABS prévu, une seule soupape d'admission 133 est prévue pour le circuit de freinage

d'essieu arrière II, par laquelle passe la partie de la conduite prin-

cipale de freinage 29 du circuit II qui s'étend entre le distributeur 46 de commande de fonction ASR et le point de bifurcation 28 ', d'o partent les branches de conduite de freinage 29 ' et 29 " menant aux freins de roues arrière 11 et 12; de même, une seule soupape d'échappement 134 est prévue, qui est montée hydrauliquement entre le point de bifurcation 28 ' de la conduite principale de freinage 29 du circuit II et la conduite de retour 33, à laquelle sont raccordés le réservoir d'accumulation 34 et le côté d'entrée (clapet antiretour

d'entrée 36) de la pompe de refoulement 37.

L'unité de commande électronique 41 ', qui est à nouveau prévue tant pour la commande des phases de réglage de la régulation ABS que de celles de la régulation ASR, est modifiée en ceci qu'elle produit (en combinaison avec le signal de sortie du commutateur de feux de stop), à partir d'un traitement des signaux de sortie de seulement trois transmetteurs de vitesses de roues, les signaux de sortie qui sont nécessaires pour un asservissement conforme à la régulation de la soupape d'admission 133 et de la soupape d'échappement 134, ainsi que du distributeur 46 de commande de fonction ASR et du distributeur 47

de sortie ASR.

A nouveau, la soupape d'admission 133 et la soupape d'échappement 134 sont réalisées sous forme de distributeurs 2/2 voies

à commande électromagnétique avec une position passante et une posi-

tion isolante, la position de base O de la soupape d'admission 133 étant sa position passante, et la position de base O de la soupape

d'échappement 134 étant sa position isolante.

Au lieu de la paire de soupapes d'admission/échappement 133, 134, on peut aussi utiliser un seul distributeur 3/3 voies à commande électromagnétique, qui peut être commuté d'une position d'établissement de pression (comme position de base) à une position de

suppression de pression, en passant par une position isolante.

On peut aussi simplifier la structure du différentiel 17 en pré-

voyant un seul dispositif de blocage 56 ou 57, coopérant avec un des

planétaires 72 ou 73.

Claims (7)

REVENDICATIONS

1 Dispositif de régulation du glissement d'entraînement

(régulation ASR) pour un véhicule automobile, qui prévoit un différen-

tiel pour transmettre le couple de sortie du moteur ou encore de la transmission sur deux roues motrices du véhicule, le dispositif (ASR)

fonctionnant selon le principe de décélérer une roue du véhicule en-

traînée par l'intermédiaire du différentiel qui a tendance à patiner

en activant son frein de roue et, si un freinage des deux roues mo-

trices du véhicule est nécessaire, de réduire le couple-moteur, par

exemple en intervenant dans l'allumage et/ou l'alimentation en carbu-

rant, et/ou en modifiant la position du papillon des gaz,

caractérisé en ce que le différentiel ( 17) est doté d'au moins un dis-

positif de blocage ( 56,57; 58,59) qui développe un degré de blocage

augmentant avec l'augmentation de la différence des couples de trac-

tion qui peuvent être transmis, par l'intermédiaire des roues motrices du véhicule, entre ces dernières et la chaussée, mais dont le montant

maximal est cependant limité à une valeur de 40 %.

2 Dispositif de régulation du glissement d'entraînement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un des dispositifs

de blocage ( 56 et/ou 57) est réalisé sous forme d'embrayage à fric-

tion, qui fournit un accouplement par friction d'un des planétaires ( 72 et/ou 73) ou d'un des satellites ( 79 et/ou 81) avec le boîtier

( 63) du différentiel ( 17).

3 Dispositif de régulation du glissement d'entraînement selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est prévu des embrayages à friction respectifs ( 56 et 57) qui sont individuellement associés aux

planétaires ( 72 et 73) du différentiel ( 17).

4 Dispositif de régulation du glissement d'entraînement selon la revendication 3, caractérisé en ce que le différentiel ( 17) est réalisé sous forme de différentiel à glissement limité (différentiel

AGS) en soi connu, dont les planétaires ( 72 et 73) sont disposés axia-

lement mobiles sur le boîtier ( 63) ainsi que sur le carter ( 61) du différentiel ( 17), et peuvent être déplacés axialement par les forces d'engrènement qui apparaissent entre les satellites ( 79 et 81) et les planétaires ( 72 et 73) en présence de valeurs différentes des couples qui peuvent être transmis par l'intermédiaire des arbres de roues ( 13 et 14), et sont ainsi poussés contre des éléments d'accouplement ( 56 ' et 57 ') qui fournissent ainsi un accouplement par friction croissant entre les planétaires ( 72 et 73) et le boîtier ( 63) du différentiel

( 17).

Dispositif de régulation du glissement d'entraînement selon la revendication 4, caractérisé en ce que, dans le cadre des disposi- tifs de blocage ( 56 et 57), on prévoit d'une part des disques d'embrayage ( 84) assemblés solidairement en rotation aux arbres de roues ( 13 et 14) mais cependant axialement déplaçables par rapport à

ces derniers, et d'autre part des disques d'embrayage ( 83) montés so-

lidairement en rotation sur le boîtier ( 63) et également axialement déplaçables, les parois latérales ( 86 et 87) du boîtier constituant

des butées pour les groupes de disques ( 56 ' et 57 ').

6 Dispositif de régulation du glissement d'entraînement selon

l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les

dispositifs de blocage ( 56 et 57) sont réalisés sous forme de blocages de différentiel à degré de blocage limité, à actionnement hydraulique

et commande électrique.

7 Dispositif de régulation du glissement d'entraînement selon

l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que des

chambres de cisaillement ( 123) remplies d'un liquide dilatant sont présentes sur le boîtier ( 63) du différentiel ( 17), dans lesquelles

sont disposés des disques de cisaillement ( 122) qui sont assemblés so-

lidairement en rotation aux satellites ( 79 et 81) et dont les faces de

délimitation délimitent d'un côté, à l'intérieur des chambres de ci-

saillement ( 123), des fentes de cisaillement ( 127, 129 et 131) dans lesquelles, à partir d'un montant minimal de rotation et de vitesse de rotation des satellites ( 79 et 81), on dépasse les valeurs de seuil (, min) et (js) du cisaillement (s) et de la vitesse de cisaillement È) qui sont caractéristiques de l'apparition d'un bond de viscosité du

liquide dilatant.

8 Dispositif de régulation du glissement d'entraînement selon

l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'une

seule soupape d'admission commune ( 133) est prévue pour les freins de roues ( 11 et 12) des deux roues motrices du véhicule, par l'intermédiaire de laquelle s'effectue l'établissement de la pression de freinage dans les deux freins de roues ( 11 et 12), ainsi qu'une

seule soupape d'échappement commune ( 134), par l'intermédiaire de la-

quelle les deux freins ( 11 et 12) des roues motrices du véhicule peu-

vent être conjointement raccordés à la conduite de retour ( 33) du système antiblocage ( 51), et en ce qu'un seul transmetteur de vitesse de roue ( 132) est associé aux roues motrices du véhicule, dont le signal5 de sortie constitue, d'après son niveau et/ou sa fréquence, une mesure de la somme des vitesses des deux roues motrices du véhicule.