FR3072338A3 - Transmission d'un essieu d'entraînement - Google Patents

Abstract

Transmission d'un essieu d'entraînement comprenant deux demi-axes (HAR, HAL) coaxiaux entre eux et un groupe de deux réducteurs épicycloïdaux, dans laquelle chaque réducteur épicycloïdal a une premiÚre porte (SUR, SUL), raccordée de maniÚre opérationnelle à un même arbre principal de transmission (MST), une deuxiÚme porte (CGR, CGL) raccordée de maniÚre opérationnelle à un demi-axe (HAR, HAL) relatif et une troisiÚme porte (RR, RL) raccordée de maniÚre opérationnelle à un même actionneur électrique (EA) ayant un rotor raccordé de sorte qu'une rotation relative est transmise à la troisiÚme porte des deux réducteurs épicycloïdaux en sens inverse entre l'un par rapport à l'autre.

Description

TRANSMISSION D'UN ESSIEU D'ENTRAÎNEMENT

Domaine de l'invention

La présente invention concerne le domaine des transmissions d'essieux d'entraînement de véhicules terrestres. État de l'art

Afin de mieux diriger le couple moteur, on connaît des différentiels autobloquants.

On sait en fait qu'un train épicycloïdal, et en particulier un différentiel, est doté de trois portes, une destinée à recevoir le mouvement du moteur avant et les deux autres généralement destinées à répartir ce mouvement sur deux demi-axes d'un essieu d'entraînement.

Lorsque l'une des roues, raccordée à un demi-axe respectif perd de l'adhérence, le différentiel traditionnel transfère tout le mouvement à cette roue qui perd la traction. L'introduction des différentiels autobloquants a résolu un tel problème, mais ces dispositifs sont complexes et délicats et surtout ne sont pas en mesure de diriger de manière adéquate le couple d'entraînement sur les roues individuelles.

Par ailleurs, le différentiel ne peut pas être supprimé pour garantir une distribution optimale du mouvement sur les roues du véhicule dans un virage, garantissant une adhérence optimale, surtout de la roue à l'intérieur du virage. Résumé de l'invention

Le but de la présente invention est de présenter une transmission d'un essieu d'entraînement qui présente au moins une solution en variante à la mise en œuvre d'un différentiel autobloquant.

La présente solution peut donc s'avérer plus robuste et durable ainsi que plus simple à réaliser. L'idée de base de la présente invention est de proposer une transmission comprenant un groupe de deux réducteurs épicycloidaux, en remplacement du différentiel traditionnel, par un seul essieu d'entraînement, dans lequel chaque réducteur épicycloïdal a une première porte raccordée de manière opérationnelle à un arbre principal de transmission, une deuxième porte raccordée de manière opérationnelle à un demi-axe relatif et une troisième porte. La troisième porte des deux réducteurs épicycloidaux est raccordée de manière opérationnelle à un seul actionneur électrique, de sorte qu'une rotation d'un rotor de 1'actionneur électrique entraîne des rotations opposées entre elles dans la troisième porte des deux réducteurs épicycloidaux.

En d'autres termes, une rotation dans le sens des aiguilles d'une montre induite dans la troisième porte d'un réducteur épicycloïdal correspond à une rotation identique, mais dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, dans la troisième porte de l'autre réducteur épicycloïdal.

Lorsque 1'actionneur est libre de tourner au point mort, les couronnes externes des deux réducteurs épicycloidaux sont libres de tourner l'une dans le sens opposé à l'autre. Ceci se produit lorsque le véhicule progresse sur une route en ligne droite, ou un virage lorsqu'aucune intervention de contrôle de direction du couple moteur sur les roues individuelles n'est nécessaire. Vice versa, lorsque l'on veut donner un couple spécifique de lacet connu comme étant un « moment de force » ou lorsqu'une roue perd l'adhérence avec la surface de la route, l'actionneur intervient sur la base des paramètres de contrôle, parmi lesquels au moins l'un parmi un angle de direction, la vitesse du véhicule, en particulier, des roues individuelles, des accéléromètres éventuels à bord du véhicule.

Les couronnes externes tournent avec la vitesse angulaire égale en module et dans le sens opposé lorsque les deux réducteurs épicycloïdaux ont des rapports de transmission identiques.

Le système, objet de la présente invention, peut être avantageusement interfacé avec un ESP (Electronic stability control - système de contrôle de la stabilité) d'une manière connue en soi.

Le dispositif, objet de la présente invention, peut être doté d'un système de blocage du rotor de 1 ' actionneur, afin de bloquer les couronnes externes des réducteurs épicycloïdaux pour que le fonctionnement soit identique à un différentiel bloqué, utile pour le démarrage du véhicule dans des conditions de faible adhérence de l'une des deux roues de l'essieu.

Le blocage ou un glissement contrôlé du rotor de l'actionneur peut également être obtenu au moyen d'un contrôle actif de ce même actionneur.

Alors que l'on veut communiquer un lacet au véhicule afin de favoriser le trajet du virage, 1'actionneur communique une rotation dans un sens ou dans le sens opposé à son rotor, déterminant une direction différente du mouvement sur les demi-axes. L'activation de 1'actionneur peut être avantageusement commandée par rapport à un angle de direction, à la vitesse, à l'accélération latérale. L'essieu d'entraînement, objet de la présente invention, peut être fixe ou directeur.

Lorsque ce dernier est fixe, il est clair que l'activation de 1'actionneur est contrôlée sur la base de l'angle de direction qui contrôle un second essieu, directeur, qui peut être à son tour d'entraînement ou bien entraîné.

De manière avantageuse, le présent schéma permet d'avoir toujours la traction bien répartie sur les deux demi-axes, indépendamment des conditions d'adhérence du terrain. L'invention concerne une transmission d'un essieu d'entraînement comprenant deux demi-axes coaxiaux entre eux et un groupe de deux réducteurs épicycloïdaux, dans laquelle chaque réducteur épicycloïdal a une première porte d'entrée, consistant en un planétaire sur lequel s'engrènent deux satellites ou plus, raccordée de manière opérationnelle à un même arbre principal de transmission approprié pour être guidé en rotation par un moteur principal, une deuxième porte de sortie raccordée de manière opérationnelle à un demi-axe relatif et consistant en une cage porte-satellites à laquelle sont associés, de manière opérationnelle, lesdits deux satellites ou plus et une troisième porte d'entrée consistant en une couronne externe associée de manière opérationnelle et coaxiale à une couronne interne qui s'engrène sur lesdits deux satellites ou plus et raccordée de manière opérationnelle à un même actionneur électrique ayant un rotor raccordé de sorte qu'une rotation relative est transmise à la troisième porte des deux réducteurs épicycloïdaux dans un sens opposé entre eux, dans laquelle ledit actionneur électrique a un rotor sur lequel est fixé un premier pignon coopérant directement avec ladite couronne externe d'un premier desdits réducteurs épicycloïdaux et un second pignon coopérant avec ladite couronne externe d'un second desdits deux réducteurs épicycloïdaux, indirectement par le biais d'un inverseur de mouvement, dans laquelle : - ledit inverseur de mouvement comprend un train épicycloïdal à axes parallèles ayant une entrée et une sortie coaxiales entre elles consistent respectivement en une paire de planétaires de même diamètre coaxiaux et séparés l'un de l'autre et en au moins une paire de satellites qui s'engrènent de manière réciproque et alors qu'un premier satellite de ladite au moins une paire de satellites s'engrène sur un premier planétaire de ladite paire de planétaires, l'autre satellite de ladite au moins une paire de satellites s'engrène sur l'autre roue de ladite paire de roues dentées, et dans laquelle les deux satellites sont supportés par une même cage fixe, qui enroule de préférence comme une enveloppe, ladite paire de roues dentées et supporte ladite au moins une paire de satellites, et/ou - lesdits réducteurs épicycloidaux, ledit inverseur de mouvement et lesdits premier et second pignons fixés sur ledit rotor dudit actionneur électrique sont dimensionnés de sorte qu'une rotation dudit rotor comporte une variation de rotation de même ampleur angulaire et opposée dans les deux demi-axes .

Brève description des dessins D'autres buts et avantages de la présente invention ressortiront plus clairement de la description détaillée suivante d'un exemple de réalisation de cette dernière {et de ses variantes) et des dessins joints proposés à titre explicatif et non limitatif, dans lesquels : la figure 1 représente un schéma explicatif d'une transmission selon la présente invention ; la figure 2 représente un schéma d'une variante de la figure 1 ; la figure 3 représente un exemple d'un composant représenté sur les figures 1 et 2 précédentes ; la figure 4 représente un véhicule hybride selon la variante de la figure 2 ; la figure 5 représente un véhicule mettant en œuvre la transmission, objet de la présente invention, dans la variante de la figure 2.

Les mêmes numéros de référence et les mêmes lettres de référence sur les figures identifient les mêmes éléments ou composants.

Dans le cadre de la présente description, le terme « second » composant, n'implique pas la présence d'un « premier » composant. Ces termes sont en fait utilisés uniquement par souci de clarté et ne doivent pas être considérés de manière limitative.

Description détaillée des exemples de réalisation

La figure 1 représente une transmission D d'un essieu d'entraînement HAR-HAL selon une première variante de la présente invention. L'essieu est sensiblement défini par des demi-axes HAL et HAR coaxiaux entre eux.

Dans les références qui suivent, « L » et « R » indiquent respectivement les composants respectivement de droite et de gauche dans le dispositif D.

En fait, le dispositif D est sensiblement symétrique ou peut quand même l'être facilement avec la seule exception définie par la présence du dispositif INV décrit ci-après.

Le dispositif comprend au moins deux sorties coïncidant avec les deux demi-axes HAR et HAL et une entrée coïncidant avec la roue dentée centrale CR, par conséquent la transmission est symétrique par rapport à l'entrée centrale.

Dans la partie suivante, le terme « roue » identifie une roue « dentée », c'est-à-dire un engrenage cylindrique ou conique, à denture interne ou externe ou externe.

Si l'on ne précise rien de plus, il faut comprendre que la denture est externe. A droite de la roue centrale CR, on dispose un réducteur épicycloïdal droit HDR et à gauche de la roue centrale, on dispose un réducteur épicycloïdal gauche HDL.

Les deux réducteurs épicycloïdaux sont de préférence à axes parallèles.

Chaque réducteur épicycloïdal a par conséquent une roue centrale, ci-après désignée par « planétaire » SUR, SUL, sur laquelle s'engrènent deux satellites ou plus SR, SL. La couronne interne CRR, CRL ayant une denture interne engrenée sur les satellites. Par conséquent, ces derniers sont intercalés entre le planétaire et la couronne interne.

Une couronne interne est solidaire avec la boîte du réducteur épicycloïdal et solidaire avec une couronne externe RR, RL. Les deux satellites ou plus sont associés à une cage porte-satellites CGR, CGL, solidaire de manière coaxiale avec le demi-axe relatif.

Le planétaire SUR, SUL, avec la cage porte-satellites CGR, CGL et la couronne interne CRR, CRL et la couronne externe RR, RL sont tous coaxiaux entre eux et avec les demi-axes HAR et HAL.

La roue centrale CR est solidaire de l'arbre central CS ayant deux extrémités opposées, dans laquelle l'extrémité droite est solidaire du planétaire droit SUR et l'extrémité gauche est solidaire du planétaire gauche SUL respectivement des réducteurs épicycloidaux droit et gauche.

Un actionneur électrique EA entraîne des rotations opposées entre elles dans la troisième porte des deux réducteurs épicycloidaux, qui consiste sensiblement en les boîtes des réducteurs épicycloidaux.

En particulier le rotor de 1'actionneur électrique est raccordé, de manière opérationnelle avec les couronnes externes RR et RL des deux réducteurs épicycloidaux.

En particulier, 1'actionneur électrique est configuré pour induire des variations de rotation de même ampleur et dans l'autre sens dans deux demi-axes qui définissent l'essieu.

Ce résultat est obtenu, par exemple par le biais d'un inverseur de mouvement INV indiqué sur les figures 1 et 2. Un exemple de ce dernier est représenté sur la figure 3. L'exemple de la figure 3 représente un inverseur de mouvement dans lequel l'entrée et la sortie sont coaxiales. Il est réalisé au moyen d'un train épicycloïdal à axes parallèles, dans lequel la cage porte-satellites est fixe, c'est-à-dire d'un seul tenant avec l'enveloppe de tout le dispositif INV. On voit immédiatement que les deux roues centrales définissent des planétaires de même diamètre et sur ces derniers, s'engrènent des paires de satellites associés en rotation à la cage porte-satellites qui sert d'enveloppe externe.

Chaque paire de satellites consiste en deux satellites, dans lesquels un premier satellite s'engrène simultanément avec l'autre satellite et avec un seul des deux planétaires. En d'autres termes, le premier satellite s'engrène avec l'autre satellite de la paire et le premier des deux planétaires, alors que le second satellite de la paire s'engrène uniquement avec le second planétaire. Un tel schéma est connu en soi par l'homme du métier, il n'est par conséquent pas nécessaire de donner de plus amples informations. L'actionneur électrique peut avoir les deux extrémités du rotor accessibles, par conséquent sur une première extrémité, on fixe un premier pignon EAL qui s'engrène avec la couronne externe RL. Alors que la seconde extrémité, opposée à la première, est raccordée, de manière opérationnelle, à l'entrée d'un inverseur INV, et ce dernier a une sortie, coaxiale avec l'entrée, et sur la sortie on fixe un second pignon EAR qui s'engrène sur la couronne externe RR de l'autre réducteur épicycloïdal.

La figure 2 est différente de la figure 1 en ce que 1'actionneur électrique EA est disposé latéralement et pas de manière centrale, comme représenté sur la figure 1.

Dans ce cas, seule une extrémité du rotor de l'actionneur est accessible et cette dernière est raccordée, de manière opérationnelle, aux deux couronnes externes RR, RL directement ou bien indirectement par le biais de l'inverseur INV. Il ressort clairement que le concept ne change pas, excepté une disposition différente des composants et donc un équilibrage différent des masses.

La figure 1 est différente de la figure 2 également par rapport à un autre aspect, indépendamment du précédent : sur la figure 1, on intègre un moteur électrique PM qui guide, en rotation, l'essieu d'entraînement HAR-HAL.

Ce schéma peut être mis en œuvre sur un véhicule électrique ou bien peut être utilisé pour l'hybridation d'un véhicule doté d'un moteur à combustion interne disposé de manière transversale par rapport au développement du véhicule.

La figure 4 représente un exemple du véhicule ayant subi l'hybridation avec un essieu d'entraînement, à gauche sur la feuille, associé à un moteur à combustion interne CE disposé de manière transversale par rapport au développement du véhicule VHE. Alors que la figure 5 représente une mise en œuvre de l'essieu d'entraînement guidé par un moteur à combustion interne CE disposé de manière longitudinale par rapport au développement du véhicule.

Selon la disposition de l'arbre principal de transmission MST, la couronne centrale CR peut être cylindrique ou conique, selon les schémas de raccordement connus en soi, pour coopérer avec un pignon CR' de l'arbre principal de transmission MST.

Lorsque la transmission a elle-même subi une hybridation, on préfère que le moteur électrique PM destiné à la propulsion du véhicule soit intégré dans un même carter dans lequel sont logés les réducteurs épicycloïdaux, 1'actionneur électrique et l'inverseur, décrits ci-dessus.

Il existe des modes de réalisation en variante possibles à l'exemple non limitatif prévu, sans pour autant s'éloigner de la portée de protection de la présente invention, comprenant toutes les réalisations équivalentes pour l'homme de l'art. D'après la description reportée ci-dessus, l'homme du métier est en mesure de réaliser l'objet de l'invention sans introduire d'autres détails de construction. Les éléments et les caractéristiques illustrées dans les différents modes de réalisation préférés, y compris les dessins, peuvent être combinés entre eux sans pour autant s'éloigner de la portée de protection de la présente demande. En ce qui concerne ce qui a été décrit dans le chapitre relatif à l'état de l'art, cela n'est prévu que pour une meilleure compréhension de l'invention et ne représente pas une déclaration d'existence de ce qui est décrit. En outre, si cela n'est pas spécifiquement exclus dans la description détaillée, ce qui est décrit dans le chapitre de l'état de l'art, doit être considéré comme faisant partie intégrante de la description détaillée.

Claims (9)

1. REVENDICATIONS

   1. Transmission (D) d'un essieu d'entraînement comprenant deux demi-axes (HAR, HAL) coaxiaux entre eux et un groupe de deux réducteurs épicycloïdaux, dans laquelle chaque réducteur épicycloïdal a une première porte (SUR, SUL) d'entrée, consistant en un planétaire sur lequel s'engrènent deux satellites (SR) ou plus, raccordée de manière opérationnelle à un même arbre principal de transmission (MST) approprié pour être guidé en rotation par un moteur principal (PM) , une deuxième porte (CGR, CGL) de sortie raccordée de manière opérationnelle à un demi-axe (HAR, HAL) relatif et consistant en une cage porte-satellites (CGR, CGL) à laquelle sont associés, de manière opérationnelle, lesdits deux satellites ou plus et une troisième porte (RR, RL) d'entrée consistant en une couronne externe (RR, RL) associée de manière opérationnelle et coaxiale à une couronne interne (CRR, CRL) qui s'engrène sur lesdits deux satellites ou plus et raccordée de manière opérationnelle à un même actionneur électrique (EA) ayant un rotor raccordé de sorte qu'une rotation relative est transmise à la troisième porte des deux réducteurs épicycloïdaux dans un sens opposé entre eux.
2. 2. Transmission selon la revendication 1, dans laquelle ledit actionneur électrique est configuré pour être arrêté lorsque l'essieu progresse sur une route en ligne droite et est configuré pour être actif lorsqu'il est nécessaire de différencier une vitesse de rotation entre lesdits deux demi-axes réalisant un effet différentiel.
3. 3. Transmission selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle chacun desdits deux réducteurs épicycloïdaux est à axes parallèles avec les première et deuxième portes respectives coaxiales entre elles et dans laquelle lesdites premières portes desdits deux réducteurs épicycloïdaux sont interconnectées au moyen d'un arbre central (CS) configuré pour recevoir le mouvement dudit moteur principal (PM, CE).
4. 4. Transmission selon la revendication 3, dans laquelle ledit arbre central est solidaire d'une roue centrale (CR) disposée entre lesdits deux planétaires et associée, de manière opérationnelle, avec ledit arbre principal de transmission (MST).
5. 5. Transmission selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit actionneur électrique (EA) a un rotor sur lequel est fixé un premier pignon (EAL) coopérant directement avec ladite couronne externe (RL/RR) d'un premier desdits réducteurs épicycloïdaux et un second pignon (EAR) coopérant avec ladite couronne externe (RR/RL) d'un second desdits deux réducteurs épicycloïdaux, indirectement par le biais d'un inverseur de mouvement (INV).
6. 6. Transmission selon la revendication 5, dans laquelle ledit inverseur de mouvement (INV) comprend un train épicycloïdal à axes parallèles ayant une entrée et une sortie coaxiales entre elles consistent respectivement en une paire de planétaires de même diamètre coaxiaux et séparés l'un de l'autre et en au moins une paire de satellites qui s'engrènent de manière réciproque et alors qu'un premier satellite de ladite au moins une paire de satellites s'engrène sur un premier planétaire de ladite paire de planétaires, l'autre satellite de ladite au moins une paire de satellites s'engrène sur l'autre roue de ladite paire de roues dentées, et dans laquelle les deux satellites sont supportés par une même cage fixe, qui enroule de préférence comme une enveloppe, ladite paire de roues dentées et supporte ladite au moins une paire de satellites.
7. 7. Transmission selon l'une des revendications 5 ou 6, dans laquelle lesdits réducteurs épicycloidaux, ledit inverseur de mouvement et lesdits premier et second pignons fixés sur ledit rotor dudit actionneur électrique sont dimensionnés de sorte qu'une rotation dudit rotor comporte une variation de rotation de même ampleur angulaire et opposée dans les deux demi-axes (HAL, HAR).
8. 8. Véhicule (VHE) électrique ou hybride comprenant une transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
9. 9. Véhicule selon la revendication 8, dans lequel ladite transmission comprend un moteur électrique (PM) intégré dans un même carter dans lequel sont logés lesdits réducteurs épicycloidaux, ledit actionneur électrique et ledit inverseur de mouvement.