FR2739065A1 - Compensation de pression d'engagement d'embrayage ou de frein - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un appareil de commande d'un embrayage ou d'un frein dans des applications à couple variable. Un circuit logique de commande (62) établit momentanément le signal de commande à un niveau initial pour laisser un temps suffisant pour l'engagement de l'embrayage ou du frein (24, 26), puis modifie le signal de commande à une cadence acceptable jusqu'à atteindre le niveau de couple requis. Le niveau initial est modifié en fonction du couple requis de sorte que, pour de faibles niveaux du couple requis, un signal à faible couple initial (bien qu'éventuellement plus élevé que le couple requis) est utilisé pour obtenir un engagement souple en sacrifiant quelque peu le temps de réponse et, pour des niveaux plus élevés du couple requis, un signal à couple initial plus élevé est utilisé pour améliorer la réponse.

Description

i
COMPENSATION DE PRESSION D'ENGAGEMENT D'EMBRAYAGE OU DE FREIN
La présente invention concerne de façon générale la compensation de pression d'engagement d'un embrayage ou d'un frein et plus particulièrement un appareil pour contrôler un
embrayage ou un frein dans des applications à couple variable.
Il est bien connu dans l'art antérieur que la pression hydraulique agissant sur un piston peut commander la valeur du couple d'embrayage ou de freinage. La condition de couple minimum à l'état non-engagé nécessite une certaine course de jeu. La transition entre cet état désengagé et 1 'état engagé nécessite un certain temps pour que le fluide s'écoule en direction ou à partir du piston de commande. Le couple est très faible jusqu'à ce que le piston de commande se soit déplacé pour tenir compte du jeu et exerce une force sur 1 'embrayage ou le frein. La comnmande
de pression et de débit de fluide pendant ce processus d'engage-
ment affecte le retard d'engagement et le couple initial. Ainsi, il existe un compromis entre réponse et souplesse. Dans des applications qui exigent un engagement à des niveaux de couple
variables, le compromis optimal entre le retard et le couple ini-
tial dépend en général du niveau de couple requis à cet instant.
Il existe beaucoup d'art antérieur concernant 1 'engage-
ment des embrayages et des freins. Dans un petit nombre d'appli-
cations, le retard d'engagement ne nécessite pas d'attention particulière mais, dans la plupart des applications, des
techniques particulières de commande d'engagement sont utilisées.
Des vannes de commande hydro-mécaniques pour engager des embrayages de transmission présentent souvent une pression ou un débit de remplissage fixe jusqu'à la fin de remplissage puis la pression est augmentée. La fin du remplissage est détectée par une légère croissance de pression. De cette façon, les vannes de conmande s'ajustent automatiquement au temps de remplissage. Plus récezment, les vannes de commande hydro-mécaniques ont été remplacées par des vannes de commande électro-hydrauliques. En conséquence, beaucoup d'efforts ont été consacrés à la détection de la fin de remplissage en utilisant diverses techniques telles que des détecteurs de pression, des détecteurs de position de vanne, des changements de signaux d'électro- aimant, des mesures de vitesse et des mesures de couple. En outre, il existe un état de la technique sur le changement de rapport de transmissions automatiques dans 1' industrie automobile. Dans une telle application, typiquement, la modulation de pression pendant le changement de rapport est souvent modifiée par une certaine réaction de la charge. Il faut noter que la détection de fin de remplissage est en dehors du domaine de la présente invention et on suppose que tous les raffinements susmentionnés peuvent être
utilisés en relation avec la présente invention.
Il y a diverses raisons pour lesquelles on attend de commencer à faire croître la pression jusqu'à ce que le piston soit rempli. L'une des raisons principales est que, si la pression est amenée à croître et réglée à un niveau qui est trop élevé avant que le piston ne soit rempli, alors, une fois que le piston est rempli, la pression arrivera à une valeur élevée et le changement de rapport ou le freinage sera très dur. La présente invention se base sur un examen des transitoires pendant que 1 'embrayage ou le frein est en cours d'engagement et un temps de retard permet au piston de commander le niveau du couple d'embrayage ou de freinage pour le remplissage et le "touché" et le temps de modulation fait croître la pression pour rendre
souple le changement de rapport ou le freinage.
Une grande partie de l'art antérieur concerne des embrayages et des freins à engagement hydraulique dans lesquels le piston est rempli à faible pression pour engagement. Un mode de réalisation de la présente invention concerne les embrayages et les freins à application par ressort avec un piston de commande hydraulique en opposition. Dans ce mode de réalisation de la présente invention, du fluide est extrait pour engagement et la pression doit être commandée à un niveau précis de sorte que la pression exerce une force légèrement inférieure à la force du ressort. La présente invention maintient le niveau de pression à une valeur raisonnable de sorte que le piston se remplit ou se vide, selon la mise en oeuvre, permettant ainsi à l'embrayage ou au frein de rentrer en engagement avant de faire croître ou
décroître la pression.
La présente invention vise à résoudre un ou plusieurs
des problèmes susmentionnés.
Selon un aspect de la présente invention, il est prévu
un embrayage ou un frein sollicité par ressort et libéré hydrau-
liquement, comprenant un moyen pour déterminer un couple requis, un module de commande à processeur pour mettre en oeuvre la technique de commande selon la présente invention et une vanne électrohydraulique et un embrayage ou un frein. Dans un tel système, il existe un retard d'application de l'embrayage ou du frein tandis que le fluide hydraulique s'écoule à partir du piston qui commande le niveau de couple d'embrayage ou de freinage. Aux pressions élevées, le ressort est comprimé et il n'y a pas de couple d'embrayage ou de freinage. Quand la pression est très légèrement inférieure à l'équilibrage de la force du ressort, il existe un léger couple de freinage et une durée d'engagement relativement longue car il y a très peu de différence de pression pour provoquer 1 'écoulement. A des pressions plus faibles, le temps de retard est plus faible mais le couple est plus élevé. Un engagement souple d'un embrayage ou d'un frein nécessite un couple initial faible mais une réponse
rapide nécessite des temps de retard courts.
En conséquence, la présente invention concerne des applications d'embrayages et de freins dans lesquelles le couple d'engagement requis varie et o il n'y a pas de pression d'extraction constante, la réponse et la souplesse étant acceptables pour toutes les conditions. Bien souvent, davantage de retard est acceptable quand l'engagement se fait à couple faible et davantage de couple initial est acceptable quand l'engagement se fait à couple élevé. La réponse et la souplesse peuvent être améliorées en faisant varier la pression
d'extraction en fonction du couple requis.
Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention sont exposés en détail dans la
description suivante de modes de réalisation particuliers faite
en relation avec les figures jointes parmi lesquelles: la figure 1 est un schéma sous forme de blocs d'un mode de réalisation de la présente invention illustrant la commande d'un embrayage ou d'un frein à application par ressort et à libération hydraulique; la figure 2 est une représentation graphique de 1 'effet de la pression initiale sur le retard d'engagement et le couple initial; la figure 3 est une représentation graphique de la technique de commande appliquée au système de la figure 1;
la figure 4 est un organigramme de haut niveau illus-
trant la logique de commande pour mettre en oeuvre la présente invention; la figure 5 est un organigramme illustrant la logique de commande pour calculer l'état de l'embrayage ou du frein; la figure 6 est un organigramme illustrant la logique de commande pour calculer le paramètre de couple interne; la figure 7 est un organigramme illustrant la logique de commande pour calculer le courant de commande en fonction du paramètre de couple interne et de 1 'état de libération; la figure 8 est une représentation graphique d'une variante de réalisation de la présente invention; la figure 9 est un schéma sous forme de blocs d'une variante de la présente invention illustrant la commande d'un embrayage ou d'un frein à application hydraulique;
la figure 10 est une représentation graphique illus-
trant la technique de commande de la variante de réalisation de la présente invention illustrée en figure 9; et
la figure 11 est un schéma sous forme de blocs illus-
trant l'application de la présente invention à la direction et au
freinage d'un véhicule de type à chenille.
Dans les figures, dans lesquelles un mode de réalisa-
tion préféré de l'appareil concerné 10 est représenté, la figure
1 représente un schéma sous forme de blocs d'un mode de réalisa-
tion de la présente invention illustrant la commande d'un embrayage ou d'un frein à application par ressort et à libération hydraulique. En figure 1, la référence 80 désigne une source de
signaux à plusieurs niveaux qui peut servir de base à la détermi-
nation d'un niveau de couple reçu. On suppose que ce niveau de couple varie dans le temps. La source 80 peut détecter un signal d'entrée d'opérateur, un état de la machine, ou des signaux de télécommande. Le couple requis peut être proportionnel à un signal unique ou résulter d'un calcul complexe basé sur des signaux multiples avec des modules de commande à processeurs multiples. Un module de commande à processeur 62 reçoit le signal en provenance de la source 80, met en oeuvre la technique de commande selon la présente invention et fournit un signal de commande compatible avec une vanne 30, 40. La vanne 30, 40 est de préférence une vanne électrohydraulique qui régule une pression de commande grossièrement proportionnelle à un signal de commande électronique. La vanne 30, 40 a une réponse, une plage de pression et une capacité d'écoulement propres à commander la structure d'embrayage ou de frein 24, 26. La structure de piston 21 comprend un ressort 15 qui fournit la force d'engagement du frein ou de l'embrayage 19 à laquelle s'oppose la pression de
conmmande agissant sur le piston 17.
Quand la pression agissant sur le piston 17 provoque une force très légèrement inférieure à la force du ressort, la force en excès du ressort agit sur l'embrayage ou le frein 19 provoquant un très faible couple. Ce point de couple minimum sera appelé point de "touché" auquel correspondent une pression et un niveau de signal de commande de "touché". Quand la pression est amenée à décroître, le couple augmentera jusqu'à ce que la pression soit nulle et que toute la force du ressort s'exerce sur l'embrayage ou le frein 19. A des pressions supérieures au "touché", le piston 17 s'écartera du frein ou de l'embrayage 19,
d'o il résulte un couple minimum.
Les embrayages et les freins nécessitent une certaine course de jeu pour réduire le frottement et la génération de chaleur à des niveaux acceptables en position désengagée. Ce jeu
peut également croître en fonction du temps en raison de 1 'usure.
Le piston de commande doit parcourir cette distance pendant l'engagement et le désengagement. La course et la surface du piston définissent un volume de fluide déplacé. Le débit de fluide est déterminé par la différence entre la pression exercée par la force du ressort et la pression commandée par la vanne. Le volume déplacé et le débit définissent le temps d'extraction et
le retard d'engagement.
Comme on l'a mentionné ci-dessus, la relation entre le couple initial et le retard d'engagement pour le niveau initial de pression de commande est extrêmement importante. Comme le représente la figure 2, quand la pression est supérieure à la pression de touché, il n'y a pas de couple. Pour la pression de touché, il y a un couple minimal et un retard pratiquement infini. Pour une pression inférieure à la pression de touché, il y a moins de retard mais plus de couple initial. Enfin, pour une pression nulle, il y a un retard minimum mais un couple initial maximum. Souvent, un retard plus élevé est acceptable quand l'engagement se fait à faible couple et un couple initial plus
élevé est acceptable quand 1 'engagement se fait à couple élevé.
La réponse et la souplesse peuvent être améliorées en faisant
varier la pression d'extraction en fonction du couple requis.
La figure 3 est une représentation graphique de la technique de commande appliquée au système représenté en figure 1. En figure 3, quatre paramètres dépendants sont tracés en fonction du temps dans trois cas différents. Le couple requis est un signal d'entrée qui varie en fonction du temps dans le cadre de cette technique de commande dans laquelle le couple requis définit le niveau de couple cible actuel. Toutefois, une variation transitoire est requise pour des transitions souples et rapides. Les courbes de courant sont les signaux de commande résultant en provenance du module de commande à processeur 62 (figure 1) dans les trois cas. Les courbes de pression sont les signaux de pression résultants en provenance de la vanne 30, 40 (figure 1). Les courbes de couple réel indiquent le couple
résultant en provenance de l'embrayage ou du frein 19 (figure 1).
Les courbes désignées par les références 1, 2, et 3 sur chacune des quatre courbes dépendantes de paramètres représentent trois cas différents dans lesquels le couple requis est brutalement augmenté à partir d'un niveau "zéro" vers l'un de ces trois niveaux différents. Les points désignés par A, B, C et D désignent les événements particuliers suivants: A est le point de changement initial de couple requis, B est le point auquel le piston commence à se déplacer vers un engagement; C est le point o le piston arrête de se déplacer et la pression s'adapte mieux au signal courant; et D est le point o le système de commande suppose que l'engagement est achevé et fait varier le courant
vers la valeur requise.
Le cas 1 représente l'engagement vers un très faible niveau de couple. Dans ce cas, le courant entre les points A et D1 est réglé au-delà du niveau de couple requis pour réduire le retard à l'engagement. Si cela n'était pas fait, l'engagement pour des niveaux de couple très faibles pourrait se produire avec un retard notable. Le niveau de courant initial est choisi pour le meilleur compromis entre vitesse de réponse et souplesse pour un engagement à des niveaux de couple faibles. La durée est choisie pour assurer que l'engagement Cl est achevé avant de
changer le signal de commande en D1.
Le cas 2 représente l'engagement à un niveau de couple
modéré. Dans ce cas, entre les points A et D2, le courant corres-
pond à un couple inférieur à la valeur requise pour obtenir un engagement souple, mais il s'agit d'un couple plus élevé que dans le cas 1 pour obtenir une réponse plus rapide en supposant que plus de couple initial est acceptable. La variation du courant initial par rapport au cas 1 est en gros proportionnelle au couple requis, à nouveau pour le meilleur comprcxnis entre souplesse et réponse. Bien que le courant initial soit représenté comme partant de la même valeur que dans le cas 1 et avec une rampe vers le bas, il pourrait à titre de variante être décalé
vers une valeur constante plus faible.
Le cas 3 représente une variante de commande possible pour une vitesse de réponse maximum quand un couple très élevé est requis. Une limite de couple souple peut être définie en dessous de laquelle l'engagement est commandé de la façon décrite ci-dessus et au-dessus de laquelle il n'y a pas de retard de commande pour 1 'engagement. Le courant saute vers une valeur initiale et croît vers la valeur requise, l'engagement étant achevé à un certain point C3 pendant la rampe. La pente de la rampe peut être choisie pour conférer un certain niveau de souplesse. Cette variante de commande est utile pour des freins et la commande de direction de véhicules de type à chenille pour conférer une commande très souple sur presque toute la plage du levier ou de la pédale sans compromettre la vitesse de réponse si
le levier ou la pédale est déplacé vers sa position extrême.
Les figures 4 à 7 sont des organigrammes illustrant la logique de commande du mode de réalisation préféré de la présente invention, à savoir un embrayage ou un frein à application par ressort et à libération hydraulique. Comme le représente la figure 4, la logique de commande commence à 100. Des variables
internes sont réglées à l'état initial préféré pour une applica-
tion en 102. Le niveau de couple requis est calculé en 104.
L'état de ccxmande est calculé en 106 et est décrit plus en détail en figure 5. Le couple est calculé en 108 et est décrit
plus en détail en figure 6. On notera que, dans cette description
de la logique de commande, le terme couple concerne un paramètre de commande interne qui est en gros proportionnel au couple résultant à l'état stable de l'embrayage ou du frein 19 (figure 1). Il existe une relation définie entre le paramètre de couple et le courant de commande et il est commode d'utiliser ce paramètre de couple pour définir le courant de commande même si 1 'embrayage ou le frein n'est pas engagé. Le courant est calculé en 110 sur la base du paramètre de couple et est décrit plus en détail en figure 7. Les calculs ci-dessus se répètent à un intervalle fixe et en conséquence il y a un retard et une boucle
112 en retour vers 104.
La figure 5 est un organigramme illustrant la logique de commande pour calculer 1 'état de 1 'embrayage ou du frein. Deux paramètres d'état sont calculés sur la base du couple requis de l'état précédent: 1) un paramètre logique indiquant ou bien l'état libéré ou en cours de libération ou bien l'état en cours d'engagement ou engagé; et 2) un comptage d'engagement indiquant le nombre de boucles à partir du début de l'engagement. Le compteur d'engagement est également utilisé pour maintenir un temps d'engagement minimum. Un temps d'engagement minimum évite des retards d'engagement, une dureté éventuelle et une demande de débit de désengagement pendant une séquence rapide d'impulsions de couple reçues. En partant de 202, on détermine si l'embrayage ou le frein est libéré ou non. Si 1 'embrayage ou le frein est libéré, le couple requis est testé en 204 et si le couple requis est supérieur à zéro, l'état est modifié à l'état non-libéré en 206 et le compteur d'engagement est remis à zéro en 208. Si, en 202, l'état n'est pas libéré, on détermine si le comptage d'engagement est inférieur à la durée d'engagement minimum en 210. Si le comptage d'engagement est inférieur à la durée d'engagement minimum, le compteur est incrémenté en 212. Si le comptage d'engagement est supérieur à la durée d'engagement minimum, on détermine si le couple requis est nul en 214. Si le couple requis est nul, l'état est libéré en 216. Si le couple requis n'est pas égal à zéro en 214, l'état n'est pas libéré. La figure 6 est un organigramme illustrant une logique de commande utilisée pour calculer le paramètre de couple interne sur la base du couple requis et de l'état. La logique de la
figure 6 peut être associée aux trois cas illustrés en figure 3.
Il faut noter que les trois cas établissent la même valeur initiale en 320 sur la boucle O du compteur d'engagement de la façon suivante. On détermine si l'état est libéré au niveau du bloc 302. Si l'état n'a pas été libéré, le compteur d'engagement est vérifié au niveau du bloc 304. Si le compteur d'engagement est à zéro, le couple est fixé égal au couple d'extraction
initial au niveau du bloc 320.
Dans le cas 1, le couple requis est inférieur au couple d'extraction initial. En conséquence, quand ces valeurs sont comparées dans le bloc 306, des boucles ultérieures (par exemple comptage d'engagement > 0) passeront par le bloc 308 dans lequel on compare le comptage d'engagement au temps d'extraction. Le couple ne sera pas modifié jusqu'à la fin du temps d'extraction,
quand le bloc 324 fixe le couple égal au couple requis.
Dans le cas 2, le couple requis est supérieur au couple
d'extraction initial mais inférieur à la limite de couple souple.
Le couple requis et le couple d'extraction sont comparés dans le bloc 306. Dans ce cas, puisque le couple requis est supérieur au couple d'extraction initial, on compare dans le bloc 310 le couple requis à la limite de couple souple. Puisque le couple requis est inférieur à la limite de couple souple dans ce cas, le comptage d'engagement est comparé à la durée d'extraction dans le bloc 312. Si la durée d'extraction est inférieure au comptage d'engagement, la cadence est rendue égale à la cadence d'extraction dans le bloc 316. Ensuite, le couple change vers le couple requis à la cadence d'extraction lente dans le bloc 322, il jusqu'à la fin du temps d'extraction o les blocs 318 et 322 amènent le couple à changer vers le couple requis à la cadence souple. Il faut noter que la même équation dans le bloc 322 s'applique pendant et après l'engagement; seule la cadence est différente (par exemple cadence souple ou cadence d'extraction en provenance des blocs 318 et 316, respectivement). La cadence d'extraction est choisie comme le meilleur compromis entre le couple initial et le retard tandis que le couple requis varie. La cadence souple est également choisie comme le meilleur compromis entre la souplesse et la vitesse de réponse tandis que le couple
augmente vers le couple requis.
Dans le cas 3, le couple requis dépasse le couple d'extraction initial et le couple limite souple. Le couple requis
et le couple d'extraction initial sont comparés dans le bloc 306.
Dans ce cas, puisque le couple requis est supérieur au couple d'extraction initial et au couple limite souple, on compare dans
le bloc 310 le couple requis et la limite de couple souple.
Puisque le couple requis est supérieur à la limite de couple souple dans ce cas, des boucles ultérieures passent par le bloc 314 dans lequel la cadence est fixée à la cadence rapide et ensuite par le bloc 322, ce qui amène le couple à changer vers le couple requis à la cadence rapide. La cadence d'extraction n'est pas utilisée dans ce cas. La cadence rapide est choisie comme le meilleur compromis entre souplesse et réponse dans ce cas
extrême.
Dans tous les cas, après le temps d'extraction initial, tandis que le couple requis décroît, le bloc 324 établira un couple égal au couple requis sans retard; mais quand le couple requis augmente, le bloc 322 fera croître le couple à la cadence souple ou à la cadence rapide selon que le couple requis dépasse
la limite souple ou non.
Il faut noter que la logique décrite ci-dessus présente un paramètre de temps d'extraction fixe qui est choisi pour le pire cas. Ceci est acceptable dans de nombreuses applications mais n'a pas pour but de limiter la portée de l'invention à une durée d'extraction fixe. Comme on l'a noté ci-dessus, la durée d'extraction varie avec la pression d'extraction. La connaissane
de oe fait peut être utilisée pour régler le temps d'extraction.
A titre de variante, d'autres signaux de réaction peuvent être utilisés pour détecter la fin de la durée d'extraction et
déclencher le début de la modulation.
La figure 7 est un organigramme qui représente la logique de commande pour calculer le courant de commande sur la
base du paramètre de couple interne et de l'état de libération.
On détermine dans le bloc 402 si l'état est libéré. Si l'état est libéré, le bloc 406 établit le courant au niveau requis pour libérer l'embrayage ou le frein. Si l'état n'est pas libéré, le paramètre de couple est vérifié dans le bloc 404. Si le couple est à son maximum, le courant est mis à zéro dans le bloc 410. Si le couple est inférieur au maximum, dans le bloc 404, le courant est calculé dans le bloc 408 sur la base du couple. L'équation contenue dans le bloc 408 suppose une relation linéaire entre courant et couple avec des moyens pour étalonner "le courant à
couple maximum" et "le courant à couple minimum".
La figure 8 est une représentation graphique illustrant
une variante possible du système logique décrit en figures 4 à 7.
Dans les courbes représentées en figure 3 et dans le système logique illustré par les organigrammes des figures 4 à 7, en cours d'engagement, le courant montait à une valeur initiale puis variait vers le couple requis pendant le temps d'extraction. La figure 8 représente une relation fixe entre le paramètre de couple interne utilisé pendant l'engagement et vers le couple requis. Ainsi, le courant monte vers une valeur qui dépend du couple requis et maintient une relation constante avec le couple requis pendant le temps d'extraction. Cette variante constitue une légère amélioration par rapport au système logique précédent tout en gardant ses avantages fondamentaux. Entre les points A et B, le couple d'engagement est supérieur au couple requis pour réduire le retard d'engagement tel que précédemment représenté dans le cas 1. Entre les points B et C, le couple d'engagement est inférieur au couple requis pour un meilleur compromanis entre couple initial et temps de réponse, comme cela est représenté avec le cas 2. Entre les points C et D, le couple initial est beaucoup plus élevé pour une réponse dans les cas extrêmes et le couple peut ou bien monter sans attendre 1 'engagement ou bien être maintenu à ce niveau de couple plus élevé jusqu'à extraction
et la machine peut répondre à ce niveau de couple.
La figure 9 est un schéma sous forme de blocs d'une variante de réalisation de la présente invention illustrant la
commande d'un embrayage ou d'un frein à application hydraulique.
Le système représenté en figure 9 est similaire au système de la figure 1 sauf que la pression hydraulique dans la structure de
piston 13 agit sur un piston 23 pour appliquer la force d'engage-
ment sur 1 'embrayage ou frein 19. En conséquence, le couple est minimum à pression nulle et le couple est élevé à pression élevée. La figure 10 est une représentation graphique de la technique de commande de la variante de réalisation représentée en figure 9. Il faut noter que les courbes de couple, les signaux de couple, et les couples résultants sont identiques à ceux de la figure 3, mais les courbes de courant et les courbes de pression sont inversées par rapport à celles de la figure 3 puisque la pression hydraulique dans la structure de piston 13 agit sur le piston 23 pour appliquer la force d'engagement sur 1 'embrayage ou le frein 19. En conséquence, à pression nulle le couple est
minimum et à pression élevée le couple est élevé.
La figure 11 représente un appareil de commande 11 pour un système de direction à embrayage et frein sous forme d'un schéma bloc représentant 1 'application de la présente invention à un véhicule 12 muni de chenilles gauche et droite 14, 16. Une force d'entraînement est appliquée aux chenilles 14, 16 par l'intermédiaire d'une paire respective de systèmes d'embrayage et de frein gauches et droits 18 et 20 qui agissent en réponse à une source 22 de pression de fluide pour diriger le véhicule 12. Les systèmes d'embrayage et de frein 18, 20 sont de conception classique pour des engins de type à chenille, chacun des systèmes 18 et 20 comprenant un embrayage 24, 25 qui peut être engagé et désengagé pour appliquer et désappliquer respectivement la force
d'entraînement appliquée aux chenilles 14, 16 du véhicule 12.
L'embrayage 24, 25 est actionné hydrauliquement par une pression agissant pour engager l'embrayage. Plus particulièrement, dans le mode de réalisation préféré, l'embrayage 24, 25 est complètement engagé et transfère de la puissance aux chenilles 14, 16 à 2,3.106 Pa (335 psi). A pression nulle, l'embrayage 24, 25 est complètement désengagé, aucunepuissance n'étant transférée aux chenilles 14, 16. A des pressions intermédiaires entre ces extrêmes, 1 'embrayage 24, 25 "glisse" d'un pourcentage proportionnel à la pression de commande et seule une partie de la
puissance est transférée à la chenille 14, 16.
De même, les systèmes d'embrayage et de frein 18, 20 comprennent aussi un frein 26, 27 actionnable et libérable pour respectivement freiner et libérer les chenilles 14, 16 du véhicule 12. Typiquement, le frein 26, 27 est un frein à disque actionné hydrauliquement par une pression agissant pour désengager le frein appliqué par un ressort. Par exemple, dans le mode de réalisation préféré, une pression de 2,3.106 Pa (335 psi) libère complètement le frein 26, 27 tandis qu'une pression réduite vers une valeur nulle met complètement en contact le frein 26, 27. De façon correspondante, une pression intermédiaire de 1,7.106 Pa (250 psi) entraîne un freinage initial qui est
couramment appelé "touché".
L'appareil de commande 11 du système de direction à embrayage et frein comprend un moyen de vanne d'embrayage 28 pour commander la pression de fluide fournie aux embrayages 24, 25 en réponse à la réception d'un signal de commande électrique. Le moyen de vanne d ' embrayage 28 comprend des vannes proportionnelles séparées, actionnables électro-hydrauliquement, , 32 connectées pour une communication de fluide modulée entre une source de pression de fluide 22 et chacun des embrayages 24, 25. Les vannes 30, 32 sont de conception classique et chacune comprend un électro-aimant 34, 36 pour commander la pression d'une vanne (non représentée) pour maintenir la pression de commande à une valeur prédéterminée. L'amplitude de la pression de commande est variable de façon directement proportionnelle à 1 'amplitude du signal électrique de commande. De façon similaire, un moyen de vanne de frein 38 commande la pression de fluide fournie à chacun des freins 26, 27 en réponse à la réception d'un signal électrique de commande. Le moyen de vanne de frein 38 comprend des vannes proportionnelles actionnables en alternance de façon électro-hydraulique 40, 42 reliées pour établir une communication de fluide modulée entre la source de pression de fluide 22 et chacun des freins 26, 27. Les vannes 40, 42 sont de conception classique et chacune comprend un électro-aimant 44, 46 pour commander la position d'une vanne (non représentée) pour maintenir la pression de commande à une valeur prédéterminée. L'amplitude de la pression de commande peut varier de façon directement proportionnelle à l'amplitude du signal de
commande électrique.
Un niveau de couple requis peut être déterminé à partir
d'une entrée manuelle, par exemple à partir d'un levier de direc-
tion gauche 80A, d'un levier de direction droit 80B, d'une pédale de frein 80C ou d'un commutateur de frein de garage 80D. Le module de commande à processeur 62 reçoit les signaux en provenance des sources 80A-80D, met en oeuvre la logique de commande décrite ci-dessus et fournit des signaux de commande ccmpatibles avec les vannes d'embrayage et de frein 30, 32, 40 et 42. Quand l'opérateur dispose d'un moyen pour faire varier le couple à l'état stable de l'embrayage ou du frein, ce signal peut également être utilisé pour faire varier la pression d'engagement. Quand l'opérateur commande des changements depuis une absence de couple jusqu'à un couple faible, la pression peut être initialement maintenue à un niveau de couple de freinage
faible, pendant une durée suffisante pour une mise en engagement.
Cette impulsion de pression initiale peut correspondre à un couple supérieur à l'exigence à l'état stable pour améliorer la vitesse de réponse. Quand l'opérateur canmande un changement depuis une absence de couple vers un couple élevé, la pression peut être initialement maintenue à une pression qui correspond à un couple initial supérieur à celui du cas précédent qui nécessitait un couple à l'état stable faible. Bien que le couple initial soit supérieur dans ce cas, il peut être notablement inférieur au couple à l'état stable pour maintenir un certain
niveau de souplesse.
Un procédé de mise en oeuvre réside dans un passage vers une pression d'engagement souple initiale qui varie vers le niveau d'état stable de sorte que la cadence de changement est proportionnelle à la différence entre la valeur actuelle et la valeur cible à l'état stable. De cette façon, des demandes de couple à 1 'état stable plus élevé entraîne un couple initial plus élevé et une réponse plus rapide. La valeur de départ est réglée pour un compromis raisonnable entre souplesse et temps de réponse pour un couple à l'état stable faible. L'impulsion initiale est constante si le couple à l'état stable est plus petit et varie seulement si le couple à l'état stable est plus grand. La même mise en oeuvre est utilisée après 1' impulsion d'engagement initial sauf que le paramètre de cadence est plus élevé pour limiter la cadence de montée du couple après la mise en
engagement, à nouveau pour la souplesse.
En outre, le paramètre de cadence dépend aussi de la valeur à l'état stable (par exemple la valeur du signal de comande d'opérateur). Le paramètre de cadence peut également dépendre de la source de signal (par exemple pédale de frein par rapport au levier de direction). De cette façon, la souplesse est maintenue sur la plus grande partie de la plage de fonctionnement
sans compromis sur la réponse quand un extrême est requis.
A titre de variante, la pression initiale peut être seulement fonction du niveau à l'état stable (par exemple un signal de commande d'opérateur). Cette mise en oeuvre présente un léger avantage en ce que la pression initiale se réglera plus vite sur des augmentations du couple requis à l'état stable et
améliorera le temps de réponse.
Ainsi, la présente invention prévoit un embrayage ou un frein à application par ressort et à libération hydraulique comprenant un moyen pour déterminer un couple requis, un module de commande à processeur pour mettre en oeuvre la technique de
commande selon la présente invention, une vanne électro-
hydraulique, et un embrayage ou un frein. Dans ce système, il y a un retard d'application de l'embrayage ou du frein tandis que le fluide hydraulique s'écoule à partir du piston pour contrôler le niveau de couple d'embrayage ou de freinage. A pression élevée, le ressort est comprimé et il n'y a pas de couple d'embrayage ou de freinage. Quand la pression est très légèrement inférieure à l'équilibre de la force du ressort, il apparaît un léger couple de freinage et un temps de mise en engagement relativement long car il y a très peu de différence de pression pour provoquer l'écoulement. A pression plus faible, le retard est plus faible mais le couple est plus élevé. Un engagement souple d'un embrayage ou d'un frein nécessite un faible couple initial mais
une réponse rapide nécessite des retards courts.
En conséquence, la présente invention vise des applica-
tions d'embrayage et de frein dans lesquelles le couple d'engage-
ment requis varie et o il n'y a pas de pression d'extraction constante avec une réponse et une souplesse acceptable dans toutes les conditions. Souvent, un plus grand retard est acceptable à 1 'engagement vers un couple faible et un plus grand couple initial est acceptable à 1 'engagement vers un couple élevé. La réponse et la souplesse peuvent être améliorées en faisant varier la pression d'extraction en fonction du couple requis. La logique de commande fixe momentanément le signal de commande à un niveau initial pour permettre une durée adéquate d'engagement de 1 'embrayage ou du frein puis diminue le signal de commande à une cadence acceptable jusqu'à atteindre le niveau de couple requis. En outre, le niveau initial est modifié en fonction du couple requis, de sorte que, pour de faibles niveaux du couple requis, un signal à couple initial faible (bien
qu'éventuellement plus élevé que le couple requis) est utilisé pour obtenir un engagement plus souple en sacrifiant un peu la vitesse de réponse et, pour des niveaux de couple requis plus5 élevés, on utilise un signal à couple initial plus élevé pour améliorer le temps de réponse.
D' autres aspects, objets et avantages ainsi que d'autres de la présente invention apparaîtront à la lumière des
dessins, de la description et des revendications ci-après.

Claims (1)

REVENDICATION
1. Appareil de commande d'embrayage ou de frein dans une application à demande de couple variable, comprenant: des moyens (80) pour déterminer un niveau de couple requis et produire en réponse un signal de couple requis; des moyens de commande (62) pour recevoir le signal de couple requis, pour mettre en oeuvre une logique de commande, et pour produire en réponse un signal de commande; au moins un embrayage ou un frein (24, 26); et des moyens (30, 40) pour recevoir le signal de conmmande et pour réguler la pression vers ledit au moins un embrayage ou frein.
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