FR2741130A1 - Transmission hydrostatique d'un engin mobile - Google Patents

Abstract

Transmission hydrostatique d'un engin mobile, comprenant une première et une deuxième pompe hydraulique (30, 32) respectivement raccordées à au moins un moteur hydraulique (20, 22; 24, 26) appartenant à, respectivement, un premier et un deuxième groupe de moteurs hydrauliques entraînant au moins un organe de déplacement (10, 12, 14, 16) appartenant à, respectivement, un premier et un deuxième groupe d'organes de déplacement de l'engin, les première et deuxième pompes étant actionnées par au moins un moteur de pompe (34). La transmission comporte une unité de gestion (60) pour les première et deuxième pompes, des moyens pour sélectionner le mode de gestion de cette unité, entre un mode pression et un mode débit, des moyens pour déterminer les valeurs de la pression de refoulement et du débit de chaque pompe, et des moyens pour transmettre ces valeurs à l'unité de gestion. Cette dernière comporte des moyens pour, en mode pression, déterminer une pression cible pour chaque pompe, et régler les pressions de refoulement des pompes aux pressions cibles, et des moyens pour, en mode débit, déterminer un débit cible pour chaque pompe et régler les débits des pompes aux débits cibles.

Description

La présente invention concerne une transmission hydrostatique d'un engin mobile. La transmission comprend une première pompe hydraulique qui est raccordée à au moins un moteur hydraulique appartenant à un premier groupe de moteurs hydrauliques entraînant au moins un organe de déplacement appartenant à un premier groupe d'organes de déplacement de l'engin, ainsi qu'une deuxième pompe hydraulique qui est raccordée à au moins un moteur hydraulique appartenant à un deuxième groupe de moteurs hydrauliques entraînant au moins un organe de déplacement appartenant à un deuxième groupe d'organes de déplacement de l'engin. La première et la deuxième pompe sont actionnées par au moins un moteur principal.

Classiquement, les organes de déplacement du premier groupe sont des roues avant de l'engin, tandis que ceux du deuxième groupe sont des roues arrière. La première pompe alimente donc le ou les moteurs des roues avant, tandis que la deuxième pompe alimente le ou les moteurs des roues
s arrière.

On sait que le fait d'avoir plusieurs pompes pour les différents groupes de roues ou d'organes de déplacement constitue un avantage lorsque l'on souhaite utiliser l'engin sur un terrain de mauvaise qualité. En effet, dans ce cas, même si un organe de déplacement de l'un des groupes se met à patiner, ceci affecte seulement le circuit de l'une des pompes, tandis que les organes de déplacement dont le ou les moteurs sont raccordés à l'autre pompe peuvent être normalement entraînés.

Il s'avère toutefois nécessaire d'homogénéiser l'entraînement des roues puisque, dans la plupart des cas, les roues avant et arrière doivent bien entendu être entraînées à la même vitesse. Pour ce faire, dans les transmissions connues, les première et deuxième pompes sont liées entre elles. Par exemple, leurs cylindrées respectives peuvent être liées mécaniquement, auquel cas, il n'est pas possible de modifier sélectivement la cylindrée de l'une des pompes sans modifier celle de l'autre. Une autre méthode de liaison consiste à utiliser une valve d'intercommunication qui sert à homogénéiser les pressions entre les circuits de la première et de la deuxième pompe. Globalement, cette valve met les deux circuits à la même pression.

Cene liaison mécanique ou hydraulique fait partiellement perdre les avantages liés au fait que les roues des groupes sont entraînées par des moteurs reliés à deux pompes différentes. En effet, elle ne permet pas de traiter les deux groupes de roues différemment et les deux pompes débitent globalement le même débit.

La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant une transmission hydrostatique qui permette de tirer profit de la présence de la première et de la deuxième pompes hydrauliques, sans pour autant perdre la capacité de la transmission à homogénéiser si nécessaire l'entraînement des différents organes de déplacement.

Ce but est atteint grâce au fait que la transmission comporte une unité de gestion apte à gérer des paramètres de fonctionnement des première et deuxième pompes, des moyens pour sélectionner le mode de gestion de ladite unité de gestion, entre un premier mode, dit "mode pression" et un deuxième mode, dit "mode débit", des moyens pour déterminer les valeurs de la pression de refoulement et du débit de chaque pompe, ainsi que des moyens pour transmettre ces valeurs à l'unité de gestion, et au fait que l'unité de gestion comporte des moyens pour, en mode pression, déterminer une pression cible pour chaque pompe, et ajuster les paramètres de fonctionnement des pompes de telle sorte que, pour chaque pompe, la pression de refoulement soit sensiblement égale à la pression cible, et des moyens pour, en mode débit, déterminer un débit cible pour chaque pompe et ajuster les paramètres de fonctionnement des pompes de telle sorte que, pour chaque pompe, le débit soit sensiblement égal au débit cible.

L'unité de gestion de la transmission selon l'invention est donc apte à fonctionner selon deux modes de gestion différents. En mode pression, elle maintient la pression de refoulement de chacune des deux pompes sensiblement à la pression cible. Toutefois, si plusieurs moteurs sont reliés à la même pompe, les débits délivrés à chacun de ces moteurs se répartissent convenablement et ne sont pas imposés. Ce mode pression est donc particulièrement adapté au déplacement de l'engin sur un sol régulier de bonne adhérence telle qu'une route. Si tel est le cas, et si cette route est plane, les pressions cibles sont généralement égales pour les deux pompes, de sorte que les couples développés par les moteurs de chaque groupe sont égaux.

En revanche, le fonctionnement en mode débit est adapté au déplacement du véhicule sur un terrain de mauvaise adhérence tel qu'un chantier ou un terrain agricole. En effet, un tel terrain est très irrégulier et il importe d'adapter les organes de déplacement de chaque groupe aux conditions d'adhérence auxquelles ils sont spécifiquement soumis, ce qui nécessite de contrôler leur vitesse. La vitesse de rotation des roues est directement fonction du débit d'alimentation des moteurs, de sorte que le fait d'imposer le débit revient à imposer la vitesse. Par conséquent, le fonctionnement en mode débit est effectivement adapté au déplacement sur un terrain de mauvaise adhérence.

L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui suit, de modes de réalisation indiqués à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfere aux dessins annexés sur lesquels:
- la figure 1 représente le circuit d'alimentation des groupes de moteurs avant et arrière d'un engin équipé d'une transmission conforme à l'invention,
- la figure 2 montre des variantes de réalisation,
- la figure 3 montre la structure de l'unité de gestion, et
- la figure 4 présente l'organigramme de travail de l'unité de gestion.

Le circuit de la figure 1 se rapporte à l'entraînement des roues avant 10, 12 et des roues arrière 14, 16 d'un engin mobile. Les moteurs hydrauliques 20, 22, 24 et 26 entraînent respectivement les roues 10, 12, 14 et 16. Une première pompe 30 et une deuxième pompe 32 sont respectivement raccordées aux moteurs 20 et 22 d'une part, et aux moteurs 24 et 26 d'autre part. Dans l'exemple représenté, le premier groupe de roues comprend donc les roues avant 10 et 12, tandis que le deuxième groupe comprend les roues arrière 14 et 16. De même, le premier groupe de moteurs hydrauliques comprend les moteurs 20 et 22, tandis que le deuxième groupe comprend les moteurs 24 et 26. On pourrait également prévoir d'autres dispositions, par exemple du type ayant un seul moteur pour entraîner les deux roues avant, ou du type ayant une pompe par moteur.

Pour entretenir la circulation de fluide, les deux pompes 30 et 32 sont actionnées par un même moteur principal 34, tel qu'un moteur thermique.

On pourrait également avoir un moteur spécifique pour chacune des deux pompes.

Les moteurs hydrauliques sont réversibles et comportent chacun deux raccords principaux, qui jouent alternativement le rôle de raccord d'alimentation ou de raccord d'échappement. Ces raccords sont les suivants: 40, 40' pour le moteur 20 ; 40, 42' pour le moteur 22 ; 44, 44' pour le moteur 24 ; et 46, 46' pour le moteur 26.

Les raccords 40 et 42 sont reliés, respectivement par un conduit 47 et par un conduit 48, à un conduit 50 lui-même relié au raccord 52 de la pompe 30. De même, les raccords 40' et 42' sont reliés, respectivement par un conduit 47' et par un conduit 48', à un conduit 50' lui-même relié au raccord 52' de la pompe 30. De même, les raccords 44 et 46 sont reliés à un conduit 56, respectivement par les conduits 53 et 54, tandis que les raccords 44' et 46' sont reliés à un conduit 56', respectivement par les conduits 53' et 54'. Ces conduits 56 et 56' sont respectivement reliés aux raccords 58 et 58' de la pompe 32.

La transmission comporte, en outre, une unité de gestion 60 qui est apte à gérer les paramètres de fonctionnement des pompes 30 et 32. Elle comporte également des moyens pour déterminer la pression de refoulement et le débit de chaque pompe.

Plus précisément, la transmission comporte des capteurs de pression 62 servant à mesurer la pression dans les conduits qui relient les pompes aux conduits d'alimentation des moteurs qui leur sont respectivement raccordés.

Les moteurs étant réversibles dans l'exemple représenté, leurs conduits principaux peuvent être alternativement des conduits d'alimentation et d'échappement. Par conséquent, pour être toujours à même de mesurer la pression de refoulement des pompes, de tels capteurs 62 sont disposés sur les conduits 50 et 50' (pour la pompe 30) et sur les conduits 56 et 56' (pour la pompe 32).

Comme le montre la représentation de la figure 1, les pompes 30 et 32 sont du type à cylindrée variable. Les moyens pour mesurer leurs débits, comportent donc, d'une part, des moyens pour mesurer leur vitesse de rotation et, d'autre part, des moyens pour mesurer leurs cylindrées respectives. Dans l'exemple représenté, un seul moteur 34 servant à l'actionnement des deux pompes, il suffit de mesurer la vitesse de sortie de ce moteur à l'aide d'un capteur de vitesse 64 pour connaître la vitesse de rotation des deux pompes.

En revanche, des moyens de détermination de la cylindrée sont prévus pour chaque pompe. A partir de ces informations (vitesse de rotation et cylindrées des pompes), l'unité de gestion est à même de calculer leurs débits respectifs.

On peut également imaginer d'autres systèmes permettant par exemple de directement calculer le débit de refoulement des pompes.

L'important est que l'unité de gestion soit capable de disposer de l'information de la pression de refoulement et du débit des pompes, soit en utilisant directement les mesures de ces valeurs qui lui sont transmises, soit en calculant ces valeurs à partir des paramètres de mesure (vitesse, cylindrée) qui lui sont transmis. Les moyens 66 de mesure de la cylindrée des pompes peuvent être des moyens classiques mesurant par exemple l'angle d'inclinaison du plateau-came. Les références 72, 74 et 76 de la figure 1 désignent respectivement les lignes de transmission des valeurs mesurées, respectivement les pressions, la vitesse des pompes, et leur cylindrée.

Outre ces informations, l'unité de gestion 60 reçoit une information de sélection de son mode de fonctionnement, le mode pression ou le mode débit, par l'intermédiaire d'une ligne de transmission 78. Par exemple, cette ligne 78 peut être raccordée à un commutateur à deux positions susceptible d'être actionné par le conducteur de l'engin.

L'unité de gestion comporte des moyens pour, en mode pression, déterminer une pression cible pour chacune des pompes 30 et 32, et ajuster les paramètres de fonctionnement de ces pompes, de telle sorte que, pour chacune d'entre elles, la pression de refoulement soit sensiblement égale à la pression cible déterminée. L'unité 60 comporte également des moyens pour, en mode débit, déterminer un débit cible pour chaque pompe et ajuster les paramètres de fonctionnement des pompes de telle sorte que, pour chacune d'entre elles, le débit soit sensiblement égal au débit cible. Le résultat consistant à obtenir une pression de refoulement sensiblement égale à la pression cible, respectivement un débit sensiblement égal au débit cible, peut notamment être obtenu par une boucle d'asservissement des pompes à la pression cible, respectivement au débit cible.

Les paramètres de fonctionnement des pompes qui peuvent être ajustés par l'unité de gestion sont classiquement leurs cylindrées respectives.

Ainsi, comme le montre la figure 1, l'unité de gestion 60 peut être raccordée à des organes de commande de la cylindrée des pompes 30 et 32, respectivement désignés par les références 80 et 82. L'unité de gestion est reliée à ces organes de commande par des lignes de transmission respectivement désignées par les références 84 et 86.

Classiquement, le mode pression est utilisé pour la conduite sur route, sans difficulté d'adhérence. Lorsqu'il s'agit d'une route plane, et lorsque les moteurs des roues avant et arrière sont analogues, les pressions cibles sont classiquement égales pour chacune des deux pompes 30 et 32 et égales à la moitié de la somme des pressions mesurées par les capteurs 62 dans les conduits de refoulement (selon les sens de rotation des moteurs, 50 et 56 ou 50' et 56). L'unité de gestion modifie alors les cylindrées de chacune des deux pompes, de telle sorte que les pressions de refoulement soient sensiblement égales à la pression cible.

Lorsque, en revanche, l'engin circule sur un terrain de mauvaise adhérence, le conducteur choisit classiquement le fonctionnement en mode débit. S'il s'agit d'un terrain plat et si les moteurs sont analogues, les débits cibles sont classiquement égaux entre eux et égaux à la moitié du débit total mesuré. L'unité de gestion modifie alors les cylindrées des pompes pour que leurs débits respectifs soient sensiblement égaux au débit cible. Le débit délivré par la pompe 30 dans le conduit de refoulement 50 ou 50' se répartit entre les moteurs 20 et 22 en fonction des besoins respectifs de ces deux moteurs. Le fait de gérer les débits permet de directement influer sur la vitesse de rotation des roues.

En référence à la figure 2, on décrit maintenant des variantes de réalisation permettant de prendre en compte divers paramètres pour déterminer les débits ou les pressions cibles. Sur cette figure, les éléments communs à ceux de la figure 1 sont affectés des mêmes références.

Dans une première variante, les organes de déplacement de l'un des groupes d'organes de déplacement (en l'espèce les roues avant 10 et 12) sont des organes directionnels, ce qui est symbolisé par la représentation d'un volant de direction 100. La transmission comporte des moyens pour mesurer la direction des organes directionnels et transmettre un signal de direction à l'unité de gestion 160. Par exemple, ces moyens peuvent comprendre un capteur 102 mesurant l'angle de rotation du volant 100 par rapport à une position neutre dans laquelle les trajectoires des roues avant sont rectilignes, et une ligne 104 de transmission de la mesure réalisée à l'unité de gestion.

Dans un virage, les organes directionnels doivent généralement tourner plus vite que ceux qui ne sont pas directionnels, puisqu'ils parcourent une distance plus grande que ces derniers. Ainsi, si l'engin n'est pas articulé, les roues avant de l'engin, qui sont directionnelles, doivent pouvoir tourner plus vite que les roues arrière qui ne le sont pas.

Dans l'exemple représenté, on peut avoir besoin de gérer différemment les moteurs attelés aux roues avant, puisque celles-ci sont directionnelles, par rapport aux moteurs des roues arrière, qui ne le sont pas.

Par ailleurs, dans un virage, les roues extérieures au virage ont une vitesse supérieure à celle des roues intérieures au virage. Par conséquent, si un groupe de roues comprend une ou plusieurs roues situées d'un premier côté de l'engin, tandis que l'autre groupe comprend une ou plusieurs roues situées de l'autre côté de l'engin, il faudra gérer différemment les vitesses de rotation des roues de ces deux groupes.

Lors du fonctionnement en mode pression, l'unité de gestion gère la pression d'alimentation. En revanche, les débits qui conditionnent directement les vitesses de rotation des roues, se répartissent en fonction des besoins de ces dernières.

Lors du fonctionnement en mode débit, ce sont les débits qui sont gérés. Il peut donc être utile de tenir compte des besoins spécifiques du groupe de roues directionnelles dans la détermination du débit cible. Pour ce faire, l'unité de gestion comporte des moyens pour, en mode débit, déterminer un premier débit cible pour la première pompe 30 et un deuxième débit cible pour la deuxième pompe 32, en fonction du signal de direction. Classiquement, l'unité de gestion peut utiliser l'équation caractéristique de l'épure de direction de Jeantaud, qui donne la différence de vitesse en fonction de la différence de la direction.Ainsi, une valeur de direction étant mesurée, l'unité de gestion, en consultant l'épure de Jeantaud, est à même de connaître le rapport des débits nécessaires pour les moteurs qui entraînent les organes non directionnels et ceux qui entraînent les organes directionnels.

Selon une autre variante, également visible sur la figure 2, l'un des groupes de moteurs a au moins un moteur à deux cylindrées de fonctionnement. Dans l'exemple représenté, les deux moteurs 124 et 126 des roues arrière 14 et 16 ont deux cylindrées de fonctionnement. La transmission comporte quant à elle des moyens pour transmettre à l'unité de gestion 160 l'information de la cylindrée utilisée. L'unité de gestion comporte alors des moyens pour, en mode débit, déterminer un premier débit cible pour la première pompe et un deuxième débit cible pour la deuxième pompe, en fonction de l'information de cylindrée.

Naturellement, le débit cible affecté à la pompe reliée au groupe de moteurs comprenant un moteur à cylindrée variable sera plus important si ce moteur est en grande cylindrée que s'il est en petite cylindrée. Par exemple, les moteurs 124 et 126 peuvent avoir une petite cylindrée qui correspond à celle des moteurs 20 et 22, et une grande cylindrée qui correspond au double. Lorsque les roues arrière sont sollicitées de la même façon que les roues avant, et que les moteurs 124 et 126 sont en petite cylindrée, les débits cible peuvent être égaux pour les deux pompes 30 et 32, et égaux à la moitié du débit total. Lorsque, en revanche, les roues arrière 14 et 16 sont davantage sollicitées que les roues avant 10 et 12, et que les moteurs 124 et 126 sont en grande cylindrée, le débit cible affecté à la pompe 32 pourra être égal au double du débit cible affecté à la pompe 30.

Classiquement, les moyens de commande de la sélection de la cylindrée des moteurs 124 et 126 peuvent comporter, pour chaque moteur, un tiroir mobile entre deux positions. Dans ce cas, les moyens pour transmettre l'information de la cylindrée peuvent comporter un capteur 106 de la position du tiroir et une ligne 108 de transmission de l'information.

L'unité de gestion est avantageusement mise à profit pour commander les moyens de sélection des cylindrées des moteurs 124 et 126. Dans ce cas, elle peut être raccordée par une ligne 110 à un organe de commande de cylindrée tel qu'un interrupteur actionné par le conducteur de l'engin. L'unité de gestion est raccordée par une ligne 112 à un organe 114 de commande de la position du tiroir de sélection de la cylindrée, tel qu'une électrovanne.

Selon une autre variante, la transmission comporte des moyens pour mesurer l'inclinaison de l'engin mobile par rapport à l'horizontale entre les groupes d'organes de déplacement et pour transmettre à l'unité de gestion 160 l'information de l'inclinaison. Par exemple, lorsque, comme c'est le cas dans l'exemple représenté, les roues des deux groupes sont respectivement les roues avant et arrière, les moyens de mesure de l'inclinaison peuvent être constitués par un inclinomètre 116 classique mesurant la pente du véhicule dans le sens allant de l'avant vers l'arrière. La valeur de cette mesure est transmise à l'unité de gestion par une ligne de transmission 118.

Lorsque l'engin doit gravir ou descendre une pente, les efforts auxquels sont soumises les roues avant et arrière ne sont pas les mêmes.
Ainsi, lorsqu'il s'agit de descendre une pente, le groupe de roues avant doit développer un couple plus important que le groupe de roues arrière. La situation est inverse lorsque l'engin doit gravir une pente.

Le couple que peuvent développer les moteurs d'un groupe de moteur est directement fonction de la pression d'alimentation des moteurs de ce groupe en fluide hydraulique. En mode pression, l'unité de gestion détermine les pressions cible et gère ces pressions d'alimentation. Selon cette variante, elle comporte des moyens pour, en mode pression, déterminer une première pression cible pour la première pompe 30 et une deuxième pression cible pour la deuxième pompe 32 en fonction de l'information de l'inclinaison.

La méthode pour déterminer ces pressions cibles en fonction de l'inclinaison est la suivante : tout d'abord, on sait calculer la répartition de la charge entre deux trains de roues avant et arrière en fonction de l'inclinaison d'un véhicule. Dans des conditions d'adhérence analogue pour les deux trains de roues, le rapport entre les charges arrière et avant est directement proportionnel à la pente du terrain. On sait également déterminer le couple que pourraient développer les moteurs d'un groupe si ils étaient alimentés à une pression donnée. On connaît donc les couples cibles que développeraient les moteurs des groupes de roues avant et arrière s'ils étaient alimentés respectivement aux premières et deuxièmes pressions cibles.Ces pressions cibles sont donc calculées de telle sorte que le rapport entre le couple cible du premier groupe de roues et la charge auquel est soumis ce groupe de roues soit égal au rapport entre le couple cible du deuxième groupe de roues et la charge auquel il est soumis.

On comprend que grâce aux dispositions qui viennent d'être évoquées, il est possible de tenir compte de l'inclinaison lors du fonctionnement en mode pression. Il est toutefois également avantageux de pouvoir en tenir compte lors du fonctionnement en mode débit. La difficulté réside dans le fait que, comme on l'a évoqué précédemment, le fait de gérer le débit ne permet pas d'influer directement sur les couples développés par les moteurs, mais plutôt sur la vitesse de rotation des roues. On a indiqué précédemment que, pour obtenir une bonne répartition des efforts de traction, il était souhaitable que les rapports entre le couple cible et la charge soient égaux pour les différents groupes de roues.On peut également considérer, ce qui revient au même, qu'il est nécessaire que le rapport entre le couple cible du premier groupe et le couple cible du deuxième groupe soit égal au rapport entre la charge du premier groupe et la charge du deuxième groupe. Le couple développé étant directement fonction de la pression d'alimentation, on peut déterminer la valeur souhaitée du rapport entre la pression de refoulement de la première pompe et la pression de refoulement de la deuxième pompe en fonction du rapport (calculé en fonction de l'inclinaison de l'engin), des charges auxquelles sont soumis les deux groupes.

Ainsi, pour pouvoir tenir compte de l'inclinaison en mode débit, l'unité de gestion comporte des moyens pour, en mode débit, déterminer le rapport, dit "rapport de pression effectif', entre la pression de refoulement de la première pompe 30 et la pression de refoulement de la deuxième pompe 32. En fait, l'unité de gestion peut même directement connaître la valeur de ces pressions de refoulement par l'intermédiaire des capteurs de pression 62 et des lignes de transmission 72. L'unité de gestion comporte également des moyens pour déterminer un rapport cible entre la pression de refoulement de la première pompe 30 et la pression de refoulement de la deuxième pompe 32 en fonction de la formation de l'inclinaison. Ce rapport cible peut être déterminé de la façon indiquée précédemment, en fonction des rapports de charge auxquels sont soumis les différents groupes de roues.

L'unité de gestion comporte encore des moyens pour, à réception d'un signal de sortie du rapport de pression effectif en dehors d'une plage de tolérance par rapport au rapport cible, modifier momentanément les paramètres de fonctionnement d'au moins l'une des pompes pour que le rapport de pression effectif rentre dans cette plage de tolérance.

Plus précisément, l'unité de gestion peut comparer le rapport de pression effectif au rapport cible. Une plage de tolérance, par exemple allant de 90% du rapport cible à 110% de ce dernier, peut être déterminée. Si le rapport de pression effectif sort de cette plage de tolérance, l'unité de gestion cesse momentanément de gérer seulement les débits des pompes, mais modifie les paramètres de fonctionnement d'au moins l'une d'entre elles dans le sens permettant de faire rentrer le rapport de pression effectif dans la plage de tolérance. Par exemple, si le rapport entre la pression de refoulement de la première pompe et la pression de refoulement de la deuxième pompe est supérieur à 110% du rapport cible, l'unité de gestion peut modifier les paramètres de fonctionnement de la première pompe de manière à diminuer sa pression de refoulement, par exemple en augmentant sa cylindrée.

Lorsque le rapport de pression effectif est rentré dans la plage de tolérance, le fonctionnement normal en mode débit peut reprendre.

On a indiqué précédemment la possibilité de tenir compte de l'inclinaison en mode débit, en considérant les rapports de pression. De manière alternative ou complémentaire, l'unité de gestion peut également, en mode débit, s'intéresser directement aux pressions maximales de refoulement des première et deuxième pompes. Dans ce cas, elle comporte des moyens pour, en mode débit, déterminer une pression maximale pour la première pompe 30 et une pression maximale de refoulement pour la deuxième pompe 32. Elle comporte également des moyens pour déterminer, pour chaque pompe, une plage de variation de débit par rapport au débit cible de la pompe considérée. Par exemple, cette plage pourra aller de 90% à 110% du débit cible. L'unité de gestion comporte également des moyens pour déterminer la pression de refoulement des pompes, à l'aide des capteurs 62 et des lignes de transmission 72.Elle comporte alors des moyens pour, à réception d'un signal indiquant que la pression de refoulement de l'une des pompes atteint la pression maximale de refoulement déterminée pour cette pompe, faire varier le débit de l'autre pompe dans la limite de la plage de variation de débit fixé pour cette autre pompe, dans le sens tendant à augmenter sa pression de refoulement.

Ceci revient à déterminer un couple maximal admissible pour chaque groupe de moteur. Le fait que la pression de refoulement de l'une des pompes atteigne la pression maximale déterminée pour cette pompe signifie que le groupe de moteurs qu'elle alimente a atteint le couple maximal admis.

Ceci peut être une indication du fait que l'autre groupe de moteurs développe un couple insuffisant, qu'il faut donc augmenter. Pour ce faire, tout en respectant la plage de variation du débit de la pompe alimentant cet autre groupe de moteurs, l'unité de gestion peut faire varier ses paramètres de fonctionnement de manière à augmenter sa pression de refoulement. Le couple développé par cet autre groupe de moteurs pourra donc augmenter.

Par conséquent, les couples entre les deux groupes de moteurs pourront être rééquilibrés, et on évitera de solliciter de façon excessive un seul groupe de moteurs.

Comme on l'a indiqué précédemment, les paramètres de
fonctionnement des pompes qui sont gérés par l'unité de gestion peuvent être leurs cylindrées respectives En effet, dans l'exemple représenté, les deux pompes sont attelées entre elles et attelées à un même moteur 34, de sorte que c'est en agissant sur leurs cylindrées respectives que l'on peut modifier sélectivement la pression de refoulement ou le débit de l'une des pompes. Toutefois, il est également possible d'atteler chaque pompe à un moteur spécifique. Dans ce cas, l'unité de gestion pourrait gérer la vitesse de rotation du moteur de chaque pompe pour modifier sélectivement la pression de refoulement ou le débit de chaque pompe.

Pour déterminer le débit de chaque pompe, l'unité de gestion comporte des moyens pour mesurer la cylindrée de chaque pompe et pour déterminer sa vitesse de rotation (qui peut être la même pour les deux si elles sont attelées à un même moteur). Le débit d'une pompe est en effet directement fonction du produit de sa cylindrée par sa vitesse de rotation.

Lors du fonctionnement en mode pression, les moyens pour déterminer une pression cible pour chaque pompe, déterminent pour chaque pompe, une pression cible qui est sensiblement égale à une fraction de la somme des pressions de refoulement des pompes.

Classiquement, cette fraction peut être égale à l'inverse du nombre des pompes présentes dans le circuit de la transmission, de sorte que ces pressions sensibles sont égales. Ainsi, si seulement deux pompes sont présentes, les pressions cibles déterminées par l'unité de gestion peuvent être chacune égale à la moitié de la pression totale mesurée.

Lors du fonctionnement en mode débit, les moyens pour déterminer un débit cible pour chaque pompe, déterminent, pour chaque pompe, un débit cible en fonction de la cylindrée du ou des moteurs de chaque groupe et de la vitesse de déplacement globale du véhicule. Par exemple, si une pompe est attelée à un seul moteur de cylindrée C et si la vitesse globale souhaitée pour le véhicule correspond à une vitesse V pour le moteur, le débit cible déterminé pour cette pompe sera égal au produit V.C. Bien entendu, si la pompe est attelée à deux moteurs de cylindrée C, le débit cible sera égal à 2V.C.

La figure 3 montre la structure de l'unité de gestion. Globalement, elle comporte des moyens de stockage d'informations contenant la carte des rendements mécaniques et hydrauliques des pompes et des moteurs hydrauliques, et des moyens pour déterminer, en fonction de cette carte, la pression ou le débit qu'il est néccssaire d'assigner en entrée à une pompe ou à un moteur pour obtenir en sortie une pression déterminée ou un débit déterminé. La détermination des pressions et des débits cibles tient donc compte des pertes de charge dans le circuit hydraulique.

L'unité de gestion dont la structure est représentée sur la figure 3 comporte un module 200 interface de réception des données transmises par les différentes lignes de transmission, telles que les pressions mesurées par les capteurs 62, la vitesse mesurée par le capteur 64, les cylindrées des pompes mesurées par les capteurs 66, les informations de modes de fonctionnement en mode pression ou en mode débit transmises par la ligne 78, l'inclinaison mesurée par l'inclinomètre 116, la direction mesurée par le capteur 102, la cylindrée constatée par les capteurs 106, ou encore la consigne de sélection de cylindrées transmises par la ligne de transmission 110. Bien entendu, la transmission de certaines de ces données, telles que la cylindrée des moteurs ou l'inclinaison ne sont présentes qu'en variantes possibles.Par ailleurs, le module 200 de réception reçoit également la consigne de vitesse de déplacement de l'engin donné par son conducteur.

L'unité de gestion comporte également un module 202 de calcul et de traitement des données reçues par le module de réception 200. De préférence, le module 202 est constitué par un microprocesseur. Pour pouvoir traiter ces données, le module de traitement 202 fait appel à un module de mémoire 204. Celui-ci comporte une zone de mémoire de paramétrage 206, qui contient les paramètres nécessaires au calcul des paramètres de fonctionnement des pompes (par exemple leurs cylindrées) qu'il faut imposer en vue d'obtenir les valeurs que l'on souhaite gérer (pression cible, débit cible). Le modèle mémoire 204 comporte également une zone de mémoire de travail 208 et une zone de stockage 210 de cartes de calcul telles que la carte de l'épure de Jeantaud ou celle des rendements hydrauliques des différents organes hydrauliques de la transmission.

L'unité de gestion comporte encore un module interface de transmission 212 des paramètres de fonctionnement calculés, tels que, principalement les cylindrées des pompes transmises par les lignes 84 et 86.

Dans le cas où l'unité de gestion est également utilisée pour la sélection de la cylindrée des moteurs, si ceux-ci ont plusieurs cylindrées, ce module de transmission peut également transmettre les consignes de commande de la cylindrée par les lignes 112.

Plus précisément, la mémoire de stockage 210 qui est une mémoire non volatile, contient des programmes qui sont exécutés par le microprocesseur 202 pour mettre en oeuvre les différentes fonctions décrites précédemment et nécessaires à la mise en oeuvre de l'invention. L'exécution de ces programmes utilise également les paramètres stockés dans la zone mémoire 206 ainsi que les valeurs de grandeurs physiques reçues par le module de réception 200.

Ces programmes comportent notamment les algorithmes de détermination du mode de fonctionnement en débit ou en pression ainsi que les programmes de calcul du débit cible et de la pression cible. Ces programmes comportant également les étapes d'élaboration des valeurs de commande qui en découlent et qui sont appliquées aux organes de commande via le module de transmission 212.

Un autre programme de comparaison permet de réaliser l'asservissement de certains organes du système de transmission tels que les pompes ou les moteurs afin que le fonctionnement de ceux-ci se fasse en conformité avec des valeurs de consigne élaborées par les programmes précédemment décrits.

D'autres programmes permettent de comparer certaines grandeurs physiques mesurées par les capteurs à des valeurs maximales où à des fourchettes de valeurs et d'élaborer des instructions de commande en réponse à cette comparaison. Le module de réception 200 sert à la fois de convertisseur et de mémoire-tampon. Pour cela il comporte des circuits de conversion analogique-numérique pour numériser les informations analogiques émises par les capteurs et des mémoires-tampons pour stocker temporairement les informations après leur numérisation.

Le module de transmission 212 a pour fonction de convertir les informations de commande élaborées par le microprocesseur 202, qui sont sous forme numérique, en des signaux analogiques capables de commander directement les actuateurs associés aux organes à commander.

L'algorithme de travail de l'unité de gestion va maintenant être décrit en référence à la figure 4.

L'initiation du programme de traitement est suivie par une étape 300 de lecture des entrées, c'est-à-dire des données reçues par le module interface de réception 200 et transmises à l'unité de gestion.

Cette étape 300 est suivie par une étape 302 de test du mode de fonctionnement entre le mode débit et le mode pression.

Si le mode de fonctionnement est le mode débit, une série d'étapes de détermination du débit cible vient ensuite. La première d'entre elles est une étape 304 de test de modification du mode de fonctionnement. Cette étape détermine si le calcul en cours concerne un premier pas d'incrémentation en mode débit (c'est-à-dire soit le premier pas après le démarrage de l'algorithme, soit le premier pas après un passage du mode pression au mode débit). Si la réponse est affirmative, de nouveaux débits cibles doivent être calculés au cours de l'étape 306. Vient ensuite une étape 308 de modification des débits cibles qui, en fait, est neutre s'il s'agit d'un premier pas d'incrémentation. Les étapes 306 et 308 s'intéressent bien évidemment à autant de débits cibles qu'il y a de pompes à gérer dans la transmission.

Les débits cibles pour les différentes pompes étant calculés, l'étape 310 de calcul des cylindrées qu'il faut affecter aux pompes pour obtenir les débits cibles à leurs sorties est menée à bien. Cette étape est suivie par une étape 312 de mise à jour du module de transmission 212.

Si l'étape 304 détecte qu'il ne s'agit pas d'un premier pas de temps, la mémoire de travail 208 contient les débits cibles calculés au pas d'incrémentation précédent. L'étape 306 n'est alors pas nécessaire et l'étape 304 est directement suivie par l'étape 308 de modification des débits cibles par rapport à ceux qui sont stockés dans la mémoire de travail 208.

Si le mode de fonctionnement est le mode pression, l'étape 302 est suivie par une étape 314 qui sert à déterminer si le calcul en cours concerne un premier pas d'incrémentation en mode pression.

De même que pour le fonctionnement en mode débit, vient ensuite soit la succession des étapes 316 et 318 de calcul et de modification de pressions cibles (s'il s'agit d'un premier pas d'incrémentation) ou directement l'étape 318 de modification des pressions cibles par rapport à celles du pas précédent qui sont stockées dans la mémoire de travail 208 (s'il ne s'agit pas d'un premier pas d'incrémentation).

Il est plus aisé d'agir directement sur le débit des pompes que sur leurs pressions de refoulement, puisque l'unité de gestion, dans l'exemple décrit, gère en fait des paramètres de fonctionnement tels que les cylindrées.

Cest donc en modifiant les cylindrées pour obtenir des débits déterminés qu'on obtiendra finalement les pressions cibles souhaitées. L'étape 318 est suivie par une étape 320 de détermination des débits qu'il convient d'obtenir, pour que les pressions de refoulement soient égales aux pressions cibles.

Cette étape 320 est suivie par l'étape 310 au cours de laquelle les cylindrées des pompes permettant d'obtenir les débits déterminés à l'étape 320 sont calculées. Vient ensuite l'étape 312 de mise à jour du module de transmission 212.

Les instructions transmises au module 212 sont converties en signaux analogiques pour commander les cylindrées par les organes de commande 80 et 82.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Transmission hydrostatique d'un engin mobile, comprenant une première pompe hydraulique (30) raccordée à au moins un moteur hydraulique (20, 22) appartenant à un premier groupe de moteurs hydrauliques entraînant au moins un organe de déplacement (10, 12) appartenant à un premier groupe d'organes de déplacement de l'engin, et une deuxième pompe hydraulique (32) raccordée à au moins un moteur hydraulique (24, 26; 124, 126) appartenant à un deuxième groupe de moteurs hydrauliques entraînant au moins un organe de déplacement (14, 16) appartenant à un deuxième groupe d'organes de déplacement de l'engin, les première et deuxième pompes étant actionnées par au moins un moteur principal (34),

caractérisée en ce qu'elle comporte une unité de gestion (60, 160) apte à gérer des paramètres de fonctionnement des première et deuxième pompes (30, 32), des moyens (78) pour sélectionner le mode de gestion de ladite unité de gestion, entre un premier mode, dit "mode pression" et un deuxième mode, dit "mode débit", ainsi que des moyens (62; 64, 66) pour déterminer les valeurs de la pression de refoulement et du débit de chaque pompe, en ce que l'unité de gestion comporte des moyens pour, en mode pression, déterminer une pression cible pour chaque pompe, et ajuster les paramètres de fonctionnement des pompes de telle sorte que, pour chaque pompe, la pression de refoulement soit sensiblement égale à la pression cible, et des moyens pour, en mode débit, déterminer un débit cible pour chaque pompe et ajuster les paramètres de fonctionnement des pompes de telle sorte que, pour chaque pompe, le débit soit sensiblement égal au débit cible.

2. Transmission selon la revendication 1, caractérisée en ce que, les organes de déplacement (10, 12) de l'un des groupes d'organes de déplacement étant des organes directionnels, elle comporte des moyens (102, 104) pour mesurer la direction desdits organes et transmettre un signal de direction à l'unité de gestion (160), et en ce que l'unité de gestion comporte des moyens pour, en mode débit, déterminer un premier débit cible pour la première pompe (30) et un deuxième débit cible pour la deuxième pompe (32) en fonction du signal de direction.

3. Transmission selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que, l'un Jes groupes de moteurs ayant au moins un moteur (124, 126) à au moins deux cylindrées de fonctionnement, elle comporte des moyens (106, 108) pour transmettre à l'unité de gestion (160) l'information de la cylindrée utilisée pour ce moteur, et en ce que l'unité de gestion comporte des moyens pour, en mode débit, déterminer un premier débit cible pour la première pompe (30) et un deuxième débit cible pour la deuxième pompe (32) en fonction de l'information de cylindrée.

4. Transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (116, 118) pour mesurer l'inclinaison de l'engin mobile par rapport à l'horizontale entre les groupes d'organes de déplacement (10, 12; 14, 16) et pour transmettre à l'unité de gestion (160) l'information de l'inclinaison, et en ce que l'unité de gestion comporte des moyens pour, en mode pression, déterminer une première pression cible pour la première pompe (30) et une deuxième pression cible pour la deuxième pompe (32) en fonction de l'information de l'inclinaison.

5. Transmission selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'unité de gestion comporte des moyens pour, en mode débit, déterminer le rapport, dit "rapport de pression effectif", entre la pression de refoulement de la première pompe (30) et la pression de refoulement de la deuxième pompe (32), déterminer un rapport cible entre la pression de refoulement de la première pompe et la pression de refoulement de la deuxième pompe en fonction de l'information de l'inclinaison et, à réception d'un signal de sortie du rapport de pression effectif en dehors d'une plage de tolérance par rapport au rapport cible, modifier momentanément les paramètres de fonctionnement d'au moins l'une des pompes pour que ledit rapport de pression effectif rentre dans ladite plage de tolérance.

6. Transmission selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que l'unité de gestion (160) comporte des moyens pour, en mode débit, déterminer une pression maximale de refoulement pour la première pompe (30) et une pression maximale de refoulement pour la deuxième pompe (32), des moyens pour déterminer, pour chaque pompe, une plage de variation de débit par rapport au débit cible de la pompe considérée, et des moyens pour, à réception d'un signal indiquant que la pression de refoulement de l'une des pompes atteint la pression maximale de refoulement pour cette pompe, faire varier le débit de l'autre des pompes, dans la limite de la plage de variation de débit de cette autre pompe, dans le sens tendant à augmenter la pression de refoulement de ladite autre pompe.

7. Transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les paramètres de fonctionnement des pompes gérés par l'unité de gestion sont les cylindrées respectives des pompes.

8. Transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour mesurer la cylindrée de chaque pompe et des moyens pour déterminer la vitesse de rotation de chaque pompe, et en ce que l'unité de gestion comporte des moyens pour calculer le débit de chaque pompe en fonction de la cylindrée de chaque pompe et de ladite vitesse de rotation.

9. Transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que, en mode pression, les moyens pour déterminer une pression cible pour chaque pompe déterminent, pour chaque pompe, une pression cible sensiblement égale à une fraction de la somme des pressions de refoulement des pompes.

10. Transmission selon la revendication 9, caractérisée en ce que la fraction est égale à l'inverse du nombre des pompes, de sorte que les pressions cibles sont égales.

11. Transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que, en mode débit, les moyens pour déterminer un débit cible pour chaque pompe, déterminent, pour chaque pompe, un débit cible en fonction de la cylindrée d'au moins le moteur de chaque groupe et de la vitesse de déplacement globale du véhicule.

12. Unité de gestion pour une transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de stockage d'informations contenant la carte des rendements mécaniques et hydrauliques des pompes et des moteurs hydrauliques, des moyens pour déterminer, en fonction de cette carte, la pression ou le débit qu'il est nécessaire d'assigner en entrée à une pompe ou à un moteur pour obtenir en sortie une pression déterminée ou un débit cible déterminé.