FR2544262A1 - DRIVE SYSTEM FOR A VEHICLE, IN PARTICULAR FOR A UTILITY VEHICLE, OF A TYPE COMPRISING AT LEAST ONE LOCKING DIFFERENTIAL - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN SYSTEME D'ENTRAINEMENT POUR VEHICULE COMPRENANT AU MOINS UN DIFFERENTIEL A VERROUILLAGE 6, 7, 3, DES CAPTEURS DE VITESSE DE ROTATION 19 ADJOINTS A CHAQUE ARBRE D'ENTRAINEMENT ET UN PROCESSEUR 20. LE PROBLEME TECHNIQUE POSE EST DE PERMETTRE UN FONCTIONNEMENT OPTIMAL DANS TOUTES CONDITIONS D'ENTRAINEMENT. SELON L'INVENTION, A CHAQUE ARBRE D'ENTRAINEMENT 14, 15, 16, 17 EST ADJOINT UN CAPTEUR DE COUPLE 18 DONT LES SIGNAUX DE SORTIE SONT ENVOYES AU PROCESSEUR 20. APPLICATION EN PARTICULIER AUX VEHICULES UTILITAIRES.THE INVENTION RELATES TO A DRIVE SYSTEM FOR A VEHICLE INCLUDING AT LEAST ONE LOCKING DIFFERENTIAL 6, 7, 3, ROTATION SPEED SENSORS 19 ADDED TO EACH DRIVE SHAFT AND A PROCESSOR 20. THE TECHNICAL PROBLEM POSED IS TO ALLOW. OPTIMAL OPERATION IN ALL TRAINING CONDITIONS. ACCORDING TO THE INVENTION, AT EACH DRIVE SHAFT 14, 15, 16, 17 IS ASSOCIATED WITH A TORQUE SENSOR 18 THE OUTPUT SIGNALS OF WHICH ARE SENT TO PROCESSOR 20. APPLICATION IN PARTICULAR TO COMMERCIAL VEHICLES.
Description
"Système d'entraînement pour véhicule, en particulier pour"Vehicle drive system, particularly for
véhicule utilitaire, du type comprenant au moins un diffé- utility vehicle, of the type comprising at least one
rentiel à verrouillage".locking system ".
La présente invention concerne un système d'en- The present invention relates to a system of
trainement pour véhicule, en particulier pour véhicule utili- taire, comprenant au roins un différentiel à verrouillage comportant un pignon d'entraînement fixé sur le carter du différentiel, des pignons satellites qui sont fixés sur les arbres de différentiel et qui s'engrènent vehicle gearing, in particular for a commercial vehicle, comprising at least a locking differential comprising a drive pinion fixed to the differential housing, satellite gears which are fixed to the differential shafts and which mesh with each other;
avec deux pignons coniques d'arbre fixés sur des arbres de sortie, ledit sys- with two bevel gears on output shafts, the said sys-
tèxe d'entrainement comportant un=dispositif d'embrayage commandé pour la liaison directe sans possibilité de rotation du pignon d'entraînement avec au moins un arbre de sortie ou un arbre d'entraînement, des capteurs de vitesse de rotation adjoints driving apparatus comprising a controlled clutch device for the direct connection without possibility of rotation of the drive gear with at least one output shaft or drive shaft, rotational speed sensors
à chaque arbre d'entraînement et un processeur auquel sont trans- each drive shaft and processor to which
mis les signaux fournis par les capteurs et qui fournit, en put the signals provided by the sensors and which provides, in
fonction de ces signaux, un signal de sortie en vue de l'action- function of these signals, an output signal for the purpose of
nement du dispositif d'embrayage au moyen d'un transducteur of the clutch device by means of a transducer
transformant de manière mécanique le signal électrique de sor- mechanically transforming the electrical output signal
tie. L'utilisation de différentiels à verrouillage pour l'entraînement de véhicules permet de supprimer l'effet du différentiel dans des situations de conduite déterminées, en tie. The use of locking differentials for driving vehicles makes it possible to eliminate the effect of the differential in specific driving situations, in particular
particulier lors du patinage d'une roue d'entraînement Ce ver- particular when spinning a drive wheel
rouillage du différentiel peut par exemple être déclenché vo- ratcheting of the differential can for example be triggered
lontairement par le conducteur en fonction de son jugement de by the driver according to his judgment of
la situation En outre, on connait des différentiels verrouilla- In addition, there are known locking differentials
bles du type purement mécanique et hydraulique, dans lesquels purely mechanical and hydraulic type, in which
l'actionnement hydraulique du verrouillage est réalisé de maniè- the hydraulic actuation of the lock is effected in a manner
re automatique en fonction des différences des vitesses de ro- automatically depending on the differences in speed of rotation
tation des roues d'entraînement par l'intermédiaire d'une pom- driving wheels through a pump.
pe de commande (voir par exemple, la demande de brevet allemand publiée N 02 557 152) Cependant, ces différentiels à verrouillage connus présententl'inconvénient que l'effet de verrouillage ne For example, these known locking differentials have the disadvantage that the locking effect
se produit que lorsqu'il existe une différence relativement gran- occurs only when there is a relatively large difference
de entre les vitesses de rotation Mais, par contre, il existe des situations d'entraînement dans lesquelles l'axe ou arbre -2d'entrainement doit fonctionner comme un essieu rigide ou dans lesquelles on doit obtenir un verrouillage partiel sans However, on the other hand, there are driving situations in which the drive shaft or shaft must function as a rigid axle or in which a partial locking must be obtained without
qu'il existe le critère d'une différence de vitesse de rota- that there is the criterion of a difference in rotational speed
tion ou d'une différence élevée des vitesses de rotation des roues d'entraînement. Une amélioration sur ce point a été apportée par le différentiel à verrouillage décrit dans la demande de brevet allemand publiée 3 040 120 qui comporte un processeur or a high difference in the rotational speeds of the drive wheels. An improvement on this point has been made by the locking differential described in the published German Patent Application 3,040,120 which includes a processor
auquel sont envoyés les signaux de vitesse de rotation prove- to which the rotational speed signals
nant de capteurs de vitesse de rotation adjoints aux roues et qui fournit, en fonction de critères conservés en mémoire, des signaux d'actionnementà un transducteur électromécanique qui wheel speed sensors, which provides, based on criteria stored in memory, actuation signals to an electromechanical transducer which
actionne le dispositif d'embrayage du différentiel de verrouil- actuates the clutch differential lock device
lage qui réalise cet effet de verrouillage. which achieves this locking effect.
Mais, par contre, particulièrement dans le cas But, on the other hand, particularly in the case
des véhicules utilitaires, du fait de la nature extrêmement dif- commercial vehicles, because of the extremely different nature of
férente du sol sen dessous de chaque roue d'entraînement et du fait de la mise en oeuvre d'outils liés au véhicule, il se the floor beneath each drive wheel and because of the use of tools related to the vehicle,
produit des situations d'entrainement, dans lesquelles le cri- produces training situations in which the cri-
tère constitué par la vitesse de rotation ou la différence de vitesses de rotation n'est pas suffisant pour pouvoir réaliser the speed of rotation or the difference in rotational speeds is not sufficient to achieve
une commande optimale du différentiel à verrouillage par l'in- optimum control of the locking differential
termédiaire d'un processeur.a processor.
A partir de cette constation, l'invention se don- From this observation, the invention is given
ne comme but de convertir la puissance d'entraînement disponi- purpose of converting the available training power
ble de la manière la plus favorable possible pour obtenir un entraînement désiré du véhicule et pour pouvoir ainsi manoeuvrer le véhicule de manière optimale, même dans dés conditions de in the most favorable way possible to obtain a desired drive of the vehicle and thus be able to maneuver the vehicle optimally, even in conditions of
sol difficiles, en particulier en empêchant le patinage de roues. difficult terrain, in particular by preventing wheel slip.
Ceci est obtenu conformément à l'invention par le fait qu'à chaque arbre d'entrainement est adjoint un capteur de couple dont les signaux de sortie sont envoyés au processeur qui fournit au transducteur, respectivement en fonction de ses derniers signaux, un signal pour verrouiller, pour débloquer This is achieved according to the invention by the fact that each drive shaft is associated with a torque sensor whose output signals are sent to the processor which supplies the transducer, respectively according to its last signals, a signal for lock, to unlock
ou pour modifier le niveau de verrouillage du dispositif d'em- or to change the lock level of the user device
brayage du différentiel à verrouillage. clutch locking differential.
_ 3 _ 2544262_ 3 _ 2544262
Grâce au processeur qui comprend une mémoire et une logique d'exploitation, il est possible de mémoriser des valeurs de déblocage pour des situations de fonctionnement Thanks to the processor which includes a memory and a logic of exploitation, it is possible to memorize values of unlocking for situations of operation
déterminées La logique d'exploitation effectue alors une com- The operating logic then performs a com-
paraison des valeurs mesurées avec les valeurs mémorisées de telle manière que l'on puisse délivrer un signal d'actionnement parison of the measured values with the stored values so that an actuating signal can be delivered
en fonction du résultat de cette comparaison, par exemple lors- depending on the result of this comparison, for example when
qu'une valeur de mesure déterminée dépasse un niveau prédéter- measured value exceeds a predetermined level
miné De plus, il est possible à l'aide du processeur de définir de matière très exacte les valeurs de déblocage, c'est-à-dire qu'il est par exemple possible de mémoriser préalablement les In addition, it is possible with the help of the processor to define the unlocking values with very exact material, that is to say that it is possible, for example, to store in advance the
valeurs maximales des différences des vitesses de rotation en- maximum values of the differences in rotational speeds
tre les différentes roues lors de la circulation en courbe et be the different wheels during the curve and
de prendre soin qu'aucun blocage du différentiel ne soit déclen- take care that no differential lock is triggered
ché pour ces valeurs Par ailleurs, on peut prévoir un blocage For these values, a blockage
complet ou partiel du différentiel déjà pour un faible dépasse- complete or partial differential already for a weaker than
ment de cette valeur limte sans qu'il soit nécessaire d'avoir this value without having to have
une différence élevée de vitesses de rotation pour ce déclenche- a high difference in rotation speeds for this trigger
ment Grâce au dispositif selon l'invention qui comprend en plus des capteurs de vitesse de rotation également des capteurs de couple pour chaque arbre d'entraînement, on peut obtenir un Thanks to the device according to the invention, which additionally comprises rotational speed sensors and also torque sensors for each drive shaft, it is possible to obtain a
déclenchement complet ou partiel de l'effet de verrouillage in- complete or partial triggering of the interlocking effect
dépendamment du critère constitué par la différence de vitesse depending on the criterion constituted by the difference in speed
de rotation ou en complément à ce critère, ce quipermet d'obte- of rotation or in addition to this criterion, this means of ob-
nir en particulier dans le cas de véhicules utilitaires, une uti- especially in the case of commercial vehicles, a useful
lisation favorable de la puissance d'entraînement qui est dis- the favorable power of the training power which is dis-
ponible. Selon une autre caractéristique de l'invention, dans le cas o le véhicule présente un essieu avant moteur et un essieu arrière moteur, un différentiel à verrouillage étant prévu pour chaque essieu avant et/ou arrière et un différentiel longitudinal verrouillable étant prévu entre l'essieu avant et l'essieu arrière, un transducteur électromécanique est adjoint ponible. According to another characteristic of the invention, in the case where the vehicle has a front axle engine and a rear axle motor, a locking differential being provided for each front and / or rear axle and a lockable longitudinal differential being provided between the front axle and the rear axle, an electromechanical transducer is deputy
au processeur en vue de l'actionnement du verrouillage du dif- to the processor in order to actuate the locking of the dif-
férentiel longitudinal Ceci s'applique aux véhicules à quatre -4 - This applies to four-wheeled vehicles.
roues motrices dans lesquelles on insère un différentiel lon- drive wheels in which a long-term differential is inserted
gitudinal à verrouillage entre l'essieu avant et l'essieu ar- longitudinal axis between the front axle and the axle
rière Pour des véhicules à quatre roues motrices on peut, en principe, obtenir les mêmesfonctions qu'indiqué précédemment, le processeur devant seulement recevoir les valeurs de mesure For four-wheel-drive vehicles, the same functions can be obtained in principle, as the processor only needs to receive the measured values.
des quatre roues Le processeur peut alors commander les trans- The processor can then control the trans-
ducteurs séparément pour le différentiel à verrouillage de l'es- separately for the interlocking differential of the
sieu avant et pour le différentiel à verrouillage de l'essieu sieu before and for the differential locking axle
arrière selon des critères prédéterminés. back according to predetermined criteria.
Il existe cependant des situations d'entraînement dans lesquelles les roues de l'essieu avant d'une part, et les However, there are driving situations in which the wheels of the front axle on the one hand, and the
roues de l'essieu arrière d'autre part, présentent un comporte- rear axle wheels, on the other hand, have a
ment d'entraînement commun, par exemple lorsque dans une pelle- common training, for example when in a shovel-
teuse, l'essieu avant est fortement -déchargé si bien que les deux roues avant patinent plus ou moins Dans une telle situation, the front axle is heavily unloaded so that both front wheels slip more or less In such a situation,
la deuxième caractéristique précitée permet d'obtenir une répar- the second characteristic mentioned above makes it possible to obtain a
tition optimale de la puissance d'entrainement sur les essieux optimum performance of drive power on the axles
avant et arrière grâce à l'influence du verrouillage du diffé- front and rear thanks to the influence of the locking of
rentiel longitudinal 'En plus de l'actionnement du verrouillage du différentiel longitudinal, le processeur peut commander les différenitels à verrouillage des essieux avant et arrière et dans chaque cas selon des critères spécifiques, soit déclencher In addition to the operation of the longitudinal differential lock, the processor can control the locking differentials of the front and rear axles and in each case according to specific criteria, ie trigger
les deux verrouillages, soit verrouiller complètement un diffé- the two locks, either to completely lock a
rentiel et débloquer l'autre, soit obtenir simplement une dimi- and unlock the other, or simply
nution de l'effet de verrouillage.nution of the locking effect.
Selon encore une autre caractéristique de l'inven- According to yet another feature of the invention
tion, un transducteur électromécanique est adjoint au processeur pour l'actionnement du réglage des gaz, un signal d'actionnement étant fourni par le processeur audit transducteur en fonction an electromechanical transducer is added to the processor for actuating the throttle adjustment, an actuation signal being provided by the processor to said transducer according to
de la vitesse de rotation et/ou du couple des arbres d'entraine- the speed of rotation and / or the torque of the drive shafts
ment Ceci assure que les éléments du système d'entrainemen sont protégés contre des moments d'entraînement trop élevés et on This ensures that the elements of the drive system are protected against too high training times and
évite un patinage indésirable des roues. avoids undesirable wheel slip.
Selon encore une autre caractéristique de l'in- According to yet another characteristic of
vention, qui s'applique au cas de véhicules comportant un outil, -5 un transducteur électromécanique est adjoint au processeur pour l'actionnement dudit outil, le processeur fournissant audit transducteur en fonction de la vitesse de rotation et/ou des couples des arbres d'entrainement, un signal d'actionnement pour ledit outil en vue de modifier la consommation en puissance dudit outil en fonction des conditions d'entraînement Ceci permet de mettre en oeuvre l'outil à l'aide du processeur de invention, which applies to the case of vehicles comprising a tool, -5 an electromechanical transducer is added to the processor for actuating said tool, the processor providing said transducer as a function of the speed of rotation and / or the pairs of the shafts. drive, an actuation signal for said tool in order to modify the power consumption of said tool as a function of the driving conditions This makes it possible to implement the tool using the processor of
telle manière que le moteur puisse fournir sa puissance maximale. such that the engine can deliver its maximum power.
Selon encore une autre caractéristique de l'in- According to yet another characteristic of
vention, un transducteur électromécanique est adjoint au proces- an electromechanical transducer is added to the process
seur pour l'actionnement du changement de vitesse-, le processeur for the actuation of the speed change, the processor
fournissant audit transducteur un signal d'actionnement en fonc- providing said transducer with an actuating signal in function
tion de la vitesse de rotation et/ou des couples des arbres d'en- rotational speed and / or the torque of the drive shafts
trainement Grâce à ces dispositions, on peut, selon les valeurs Thanks to these provisions, we can, according to the values
de mesure reçues, réaliser un actionnement de la boite de vites- received, perform an actuation of the gearbox.
ses de telle manière qué l'on enclenche à chaque fois la vites- in such a way that each time the speed is
se la plus favorable.is most favorable.
Selon encore d'autres caractéristiques de l'in- According to still other features of the invention,
vention, on prévoit un dispositif de mesure de la température de vention, a device for measuring the temperature of
l'huile de la boite de vitesse relié au processeur et l'on pré- oil from the gearbox connected to the processor and it is
voiun dispositif de détection de la position de la pédale de you can detect the position of the pedal
frein, le dit dispositif de détection étant relié au processeur. brake, the said detection device being connected to the processor.
Ceci permet d'affiner, dans une large mesure, les critères de This makes it possible to refine, to a large extent, the criteria for
changement de vitesse.gear switch.
Selon encore une autre caractéristique qui con- According to yet another characteristic which
cerne le cas o l'on prévoit un ralentisseur hydraulique ou électrique, un transducteur électromécanique est adjoint au processeur pour l'actionnement dudit ralentisseur, le processeur fournissant audit transducteur un signal d'actionnement en fonction de la vitesse et/ou des couples des axes d'çntrainement; grâce à ces dispositions, il est possible d'actionner ces ralentisseurs en fonction des critères obtenus en les comparant à des critères prédéterminés. In the case where a hydraulic or electrical retarder is provided, an electromechanical transducer is added to the processor for actuating said retarder, the processor providing said transducer with an actuation signal as a function of the speed and / or the pairs of the axes. of çntrainement; thanks to these provisions, it is possible to operate these speed bumps according to the criteria obtained by comparing them to predetermined criteria.
D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- Other features and advantages of the invention
tion ressortiront de la description qui suit, faite en se réfé- will be apparent from the following description, made with reference to
rant au dessin ci-annexé, qui est un schéma synoptique d'un exemple de réalisation d'un système d'entraînement conforme à l'invention. -6- Sur ce dessin, les trajets de transmission des couples sont représentés avec des traits continus et forts, les trajets de flux d'informations provenant des capteurs vers le rant in the accompanying drawing, which is a block diagram of an exemplary embodiment of a drive system according to the invention. In this drawing, the transmission paths of the couples are represented with continuous and strong lines, the information flow paths from the sensors to the
processeur sont représentés en trait interrompu et les conduc- processor are represented in broken lines and the conductors
Leurs de commande allant du processeur aux transducteurs sont Their command from the processor to the transducers are
représentés en trait mixte.represented in dashed line.
Le système d'entraînement représenté de manière schématique comprend un moteur 1, une boite de vitesses 2, un différentiel longitudinal 3 et un différentiel à verrouillage The drive system shown schematically comprises a motor 1, a gearbox 2, a longitudinal differential 3 and a locking differential
6, respectivement 7 sur chacun des essieux avant 4 et arrière 5. 6, respectively 7 on each of the front axles 4 and rear 5.
Le couple est transmis du moteur 1 par l'intermédiaire de la boite de vitesse 2 au différentiel longitudinal 3, puis de ce The torque is transmitted from the engine 1 via the gearbox 2 to the longitudinal differential 3, and then from
dernier aux différentiels à verrouillage 6 et 7 Par l'intermé- last with locking differentials 6 and 7
diaire des différentiels à verrouillage 6 et 7, s'effectue une -15 autre transmission de couple sur les roues motrices avant 8 et 9, 6 and 7 locking differentials, another torque transmission is effected on the front wheels 8 and 9,
respectivement les roues motrices arrière 10 et 11, c'est-à-di- respectively the rear drive wheels 10 and 11, that is to say
re qu'il s'agit dans l'exemple de réalisation représenté d'un re that it is a question in the exemplary embodiment represented of a
entraînement à quatre roues motrices Le déclenchement du freina- four-wheel drive The release of the brake
ge s'effectue par l'intermédiaire d'une pédale de frein 12, l'ef- ge is performed by means of a brake pedal 12, the ef-
fet de freinage pouvant être réalisé par des freins à tambour braking force which can be achieved by drum brakes
ou freins à disque avec éventuellement en complément des ralentis- or disc brakes with possibly in addition to
seurs hydrauliques ou électriques.hydraulic or electric motors.
En outre, le véhicule pour lequel le système d'en- In addition, the vehicle for which the system of
trainement représenté schématiquement est terminé comprend un outil 13 Il peut s'agit par exemple d'une charrue, d'un godet de schematically shown is completed comprises a tool 13 It may be for example a plow, a bucket of
pelleteuse, d'une pelle tranchante ou analogue. backhoe, shovel or the like.
L'essieu avant 4 et l'essieu arrière 7 compren- The front axle 4 and the rear axle 7 comprise
nent de chaque côté des différentiels à verrouillage 6 ou 7 des arbres d'entraînement 14, 15, respectivement 16,17 pour chacune des roues motrices 8,9, respectivement 10,11 Sur chaque arbre d'entraînement, on prévoit un capteur de couple 18 et sur chaque roue motrice 8 à 11 est disposé un capteur de vitesse de rotation 19. on each side of the locking differentials 6 or 7 drive shafts 14, 15, respectively 16,17 for each of the drive wheels 8,9, respectively 10,11 On each drive shaft is provided a torque sensor 18 and on each drive wheel 8 to 11 is disposed a rotational speed sensor 19.
Les capteurs de couple 18 et de vitesse d'orienta- The sensors of torque 18 and speed of orienta-
tion 19 sont reliés à un processeur 20 Ce dernier comprend de -7- manière connue une mémoire et une logique d'exploitation pour effectuer la comparaison des valeurs mesurées avec des valeurs ou combinaisons de valeurs mémorisées Au processeur 20 sont The latter comprises in a known manner a memory and an operating logic for performing the comparison of the measured values with values or combinations of values stored in the processor 20.
adjoints des transducteurs électromécaniques qui peuvent trans- assistants of electromechanical transducers that can trans-
former un signal électrique d'actionnement en un mouvement mé- canique d'actionnement De manière détaillée, on prévoit un forming an electrical actuating signal in a mechanical actuating movement In a detailed manner, provision is made for a
transducteur 21 pour l'actionnement du verrouillage du diffé- transducer 21 for actuating the locking of the diffe-
rentiel longitudinal, des transducteurs 22 et 23 pour l'action- longitudinal ratio, transducers 22 and 23 for the action
nement des différentiels à verrouillage 6 et 7, un transducteur lock differentials 6 and 7, a transducer
24 pour l'actionnement du réglage des gaz du moteur 1, un trans- 24 for actuating the throttle setting of the engine 1, a transmission
ducteur 25 pour l'actionnement du changement des vitesses de la driver 25 for actuating the gear change of the
boite 2 et un transducteur 26 pour l'actionnement de l'outil 13. box 2 and a transducer 26 for actuating the tool 13.
Pour la détection de la position de la pédale de frein, on uti- For the detection of the position of the brake pedal, it is
lise un dispositif de détection 27, mais les freins à actionner et les transducteurs correspondants n'ont pas été représentés reads a detection device 27, but the brakes to be actuated and the corresponding transducers have not been represented
pour la clarté du dessin.for the clarity of the drawing.
En ce qui concerne les transducteurs 21 à 26 qui transforment le signal de sortie du processeur 20, il s'agit de transducteurs quelconques en ce qui concerne leur commande et With regard to the transducers 21 to 26 which transform the output signal of the processor 20, these are any transducers with respect to their control and
leur fonctionnement, ce qui comprend en particulier des trans- their functioning, which includes, in particular, trans-
ducteurs à effet hydraulique, des transducteurs à effet pneuma- hydraulic effect transducers, pneumatic transduc-
tique, des transducteurs à effet électrique ou des transducteurs electric transducers or transducers
à effet purement mécanique.purely mechanical effect.
8 25442628 2544262
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