FR2903741A1 - Dispositif d'assistance hydraulique commun - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un dispositif d'assistance hydraulique commun pour assister la commande d'au moins deux mécanismes (11, 12). Le dispositif comprend un groupe électropompe (1, 2) destiné à mettre un fluide hydraulique circulant dans un circuit (9, 10), sur demande déclenchée moyennant un organe de commande (13), sous une pression de travail prédéterminée. Le dispositif comprend également un circuit haute pression à deux ou davantage de canaux de distribution (9, 14) en dérivation, chacun des canaux de distribution (9, 14) du circuit étant attribué et relié à un des mécanismes à commander, et une valve de permutation (7) disposée entre le groupe électropompe (1, 2) et les canaux de distribution (9, 14) du circuit haute pression.

Description

1 La présente invention concerne un dispositif d'assistance hydraulique
commun pour assister la commande d'au moins deux mécanismes. Dans le cadre de la présente invention, le terme "mécanisme" désigne indifféremment tout type de systèmes ou d'ensembles de moyens conformés pour exercer ou réaliser une fonction mécanique. Ainsi, pour ne citer de manière non limitative que deux exemples, le mécanisme peut être un système d'assistance de direction ou un système d'entraînement pour un toit rétractable dans un véhicule automobile. En effet, la majorité des véhicules automobiles sont équipés d'un système d'assistance de direction pour assurer le confort du conducteur, en particulier dans les conditions d'utilisation urbaine. Ces systèmes sont, à fort pourcentage, soit électro-hydrauliques, soit électriques afin, en adaptant l'énergie fournie aux besoins réels du conducteur, de réduire les consommations d'énergie et, en conséquence, la pollution causée par le véhicule. Toutefois, certaines applications conservent un système entraîné par courroie par le moteur thermique. Certaines variantes de ces véhicules sont équipées d'un toit rétractable automatique. Ces toits rétractables sont majoritairement commandés par des systèmes électro- hydrauliques indépendants dédiés dont les caractéristiques intrinsèques limitent les temps de manoeuvre de ces toits rétractables. Les groupes électro-hydrauliques, également appelés des groupes électropompes, comportent généralement une pompe permettant de délivrer un débit de fluide hydraulique adapté à une pression de l'ordre de 120 bars avec le meilleur rendement possible pour limiter la consommation d'énergie de cet accessoire. A titre indicatif, mais nullement exhaustif, les pompes les plus aptes à répondre à de telles demandes sont les pompes à engrenages extérieurs compensés.
2903741 2 La pompe du groupe électropompe est commandée par un moteur sans balais contrôlé par un calculateur électronique assurant la commande de puissance et l'adéquation du débit délivré en fonction du besoin 5 requis pour assurer le confort et la sécurité de l'utilisateur. Lorsqu'un tel groupe électro-hydraulique est utilisé dans un système d'assistance de direction d'un véhicule automobile, le système est généralement complété par deux 10 dispositifs, à savoir un limiteur de pression permettant de diriger le débit au réservoir lorsque la direction est en butée de braquage, ainsi qu'un clapet de ré-alimentation à bille qui laisse inverser le débit de fluide hydraulique lors de manoeuvres sans alimentation 15 électrique du groupe électro-hydraulique. L'actionnement d'un toit rétractable étant, pour des raisons de sécurité, réalisable uniquement à l'arrêt ou à très faible vitesse, la puissance hydraulique disponible d'un groupe électro-hydraulique installé par exemple pour 20 l'assistance de direction devrait pouvoir être utilisée, en totalité ou partiellement, pour la manoeuvre du toit rétractable. Le but de l'invention est de proposer des moyens d'assistance hydraulique permettant d'assister 25 alternativement ou de manière concomitante deux ou plusieurs mécanismes suivant des commandes données à cet effet. Le but de l'invention est atteint avec un dispositif d'assistance hydraulique commun pour assister la commande 30 d'au moins deux mécanismes, le dispositif comprenant un groupe électropompe destiné à mettre un fluide hydraulique circulant dans un circuit, sur demande déclenchée moyennant un organe de commande, sous une pression de travail prédéterminée.
35 Conformément à l'invention, le dispositif comprend un circuit haute pression à deux ou davantage de canaux de distribution en dérivation, chacun des canaux de 2903741 3 distribution du circuit étant attribué et relié à un des mécanismes à commander, et une valve de permutation disposée entre le groupe électropompe et les canaux de distribution du circuit haute pression.
5 Selon les dispositions de l'invention, le dispositif d'assistance hydraulique comprend donc un système de dérivation avec deux ou davantage de canaux de distribution du circuit, dont chacun est attribué et relié à un mécanisme spécifique de l'ensemble des 10 mécanismes à commander, et dans lequel la permutation d'un canal de distribution à un autre est effectué moyennant une valve de permutation commandée selon des ordres donnés et, le cas échéant, selon des priorités pré-établies.
15 Pour tenir compte de caractéristiques particulières des différents mécanismes à commander, le dispositif de l'invention peut comprendre un ou plusieurs limiteurs de pression. Ceci signifie que chacun des canaux de distribution peut avoir son propre limiteur de pression, 20 tout comme il est possible d'avoir un limiteur de pression unique pour l'ensemble des canaux de distribution ou un nombre de limiteurs de pression inférieur au nombre de canaux de distribution du circuit. Ce dernier cas se présente lorsqu'il est possible 25 d'utiliser un même limiteur de pression pour deux ou plusieurs canaux de distribution parmi l'ensemble des canaux de distribution du circuit. Afin de permettre au groupe électropompe de mettre à disposition, dans certaines conditions, la puissance 30 hydraulique nécessaire à une manoeuvre d'un des mécanismes, il peut être nécessaire de compléter le dispositif de l'invention par un moyen de restriction intervenant sur un des canaux de distribution du circuit haute pression, à savoir sur celui attribué au mécanisme 35 à commander. Dans ce cas, un circuit spécifique haute pression disposé en dérivation doit être créé. Une valve 2903741 4 normalement fermée doit être placée en sortie de pompe du groupe électropompe pour assurer la permutation des circuits et une autre valve, également normalement fermée, doit être placée en entrée du mécanisme à 5 commander pour assurer l'inversion des mouvements de mécanisme. Le limiteur de pression réglé pour le circuit d'assistance d'un premier mécanisme est en même temps limiteur de pression pour le circuit d'assistance du deuxième mécanisme.
10 Lorsque l'on considère l'application du principe de la présente invention à un premier mécanisme, par exemple un système d'assistance hydraulique d'une direction d'un véhicule automobile, et à un second mécanisme comportant un vérin hydraulique pour l'ouverture et la fermeture 15 d'un toit rétractable, le limiteur de pression réglé pour le circuit d'assistance de direction, est avantageusement également le limiteur du circuit de toit. Dès lors que la demande d'actionnement du toit est reçue par le groupe électropompe, un ordinateur de bord vérifie si la vitesse 20 du véhicule est nulle ou pour le moins sous une limite prédéterminée. Si la réponse est positive, il donne un ordre de commande à la première valve placée en sortie de pompe du groupe électropompe et initie un programme de vitesse spécifique pour la manoeuvre du toit. La seconde 25 valve, la valve d'inversion, est actionnée ou non en fonction du sens de la manoeuvre demandée. En fonction de la complexité de la cinématique du toit rétractable, la vitesse, et donc le débit de fluide hydraulique, peut être régulée pour assurer des 30 accostages lents, des accélérations et décélérations adéquates pour assurer une progressivité des différentes périodes critiques de la manoeuvre complète et un temps de manoeuvre le plus court possible. Des signaux spécifiques sont alors transmis au 35 régulateur du groupe électropompe par le protocole de communication du véhicule ou éventuellement par fil spécifique.
2903741 5 Selon une variante de réalisation considérant le cas où un débit minimum est demandé pour l'un des systèmes assistés pendant l'actionnement d'un autre des systèmes assistés, par exemple pour le système d'assistance de 5 direction pour assurer un effort acceptable de rotation du volant durant la période de fonctionnement du toit, la valve de distribution remplissant la fonction de diviseur de débit du fluide hydraulique comprend une restriction sur le circuit de direction dans la position de commande 10 du toit. Et selon un second mode de réalisation de l'invention, applicable lorsque la pression de fonctionnement de l'un des systèmes assistés doit être supérieure à celle d'un autre des systèmes assistés, par 15 exemple lorsque la pression de fonctionnement du toit doit être supérieure à celle du système de direction, on utilise deux groupes électropompes ou un groupe électropompe équipé d'une pompe double dont les déplacements respectifs sont fonction des pressions et 20 débits respectifs des circuits retenus et des capacités du moteur. Avantageusement, un limiteur de pression est incorporé dans le circuit de commande du toit. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description ci25 après d'un exemple de réalisation du dispositif de l'invention. La description est faite en référence aux dessins dans lesquels : la figure 1 représente un circuit de base d'un système d'assistance hydraulique d'un mécanisme, 30 la figure 2 montre un dispositif d'assistance hydraulique suivant un premier mode de réalisation de l'invention pour commander deux mécanismes, la figure 3 montre une variante du dispositif de la figure 2 et 35 la figure 4 représente un dispositif d'assistance hydraulique suivant un second mode de réalisation de l'invention.
2903741 6 La figure 1 représente, pour mémoire, les éléments d'un circuit d'assistance hydraulique de base pour commander le fonctionnement d'un seul mécanisme, par exemple la direction 11 d'un véhicule automobile. Le 5 dispositif d'assistance hydraulique comprend un groupe électropompe comportant un moteur 1, par exemple un moteur sans balais avec calculateur électronique 4, et une pompe 2 entraînée par le moteur 1. L'entraînement de la pompe 2 peut être permanent pendant toute la durée de 10 fonctionnement du moteur thermique du véhicule ou contrôlé par une unité centrale conformée pour surveiller et coordonner le fonctionnement de différents organes du véhicule automobile. Le groupe électropompe est relié à un circuit de fluide hydraulique auquel est raccordé le 15 mécanisme 11. Le circuit hydraulique comprend un conduit 9 à haute pression dans lequel le fluide hydraulique se déplace vers le mécanisme 11 ainsi qu'un conduit 10 à basse pression formant le retour du fluide hydraulique vers un réservoir R.
20 Pour protéger aussi bien la pompe 2 que le circuit hydraulique formé par les conduits 9 et 10, le dispositif d'assistance comprend un limiteur de pression 3. Le dispositif comprend enfin également un clapet de ré-alimentation 5 destiné à l'inversion de la circulation du 25 fluide dans le circuit hydraulique en cas de manoeuvre sans assistance. La figure 2 montre un dispositif d'assistance hydraulique commun selon un premier mode de réalisation de l'invention destiné à assister la commande de deux 30 mécanismes 11, 12, par exemple une direction assistée 11 d'un véhicule automobile et un toit rétractable 12 du même véhicule automobile. Dans ce dispositif, on retrouve les éléments de base à savoir un groupe électropompe formé par un moteur sans balais 1, un calculateur 35 électronique 4 et une pompe 2, ainsi qu'un limiteur de pression 3, un clapet de ré-alimentation 5 et des conduits 9, 10 dont le conduit 9 à haute pression 2903741 7 achemine le fluide hydraulique vers la direction assistée 11 et le conduit 10 à basse pression constitue le conduit de retour pour le fluide hydraulique. Le dispositif d'assistance hydraulique de 5 l'invention comprend par ailleurs un conduit haute pression 14 destiné à acheminer le fluide hydraulique vers un ou des vérins du toit rétractable 12, un conduit de retour 15 à basse pression pour le fluide hydraulique, ainsi qu'un clapet anti-retour 6 et une valve d'inversion 10 8 destinée à assurer l'inversion du mouvement du toit rétractable 12. Afin que le dispositif d'assistance de l'invention puisse agir alternativement sur l'un ou sur l'autre des deux mécanismes 11, 12, le dispositif comprend une valve 15 de permutation 7 disposée entre le groupe électropompe 1, 4, 2 et les canaux de distribution 9, 14 du circuit haute pression. En fonction de la complexité de la cinématique de toit, la vitesse du moteur 1 et de la pompe 2, et donc le 20 débit de fluide hydraulique, peut être régulée pour insérer des accostages lents, des accélérations et décélérations adéquates pour assurer une progressivité des différentes périodes critiques de la manoeuvre complète et un temps de manoeuvre le plus court possible 25 du toit rétractable 12. Les signaux spécifiques sont transmis à cet effet au calculateur électronique 4 du groupe électropompe à partir d'un ordinateur de bord 13 destiné à coordonner et, le cas échéant, contrôler le fonctionnement de différents organes du véhicule 30 automobile. La figure 3 représente une variante du premier mode de réalisation de l'invention. Cette variante de réalisation s'applique dans des cas où un débit minimum est demandé dans le système d'assistance du mécanisme 11, 35 pour assurer un effort acceptable de rotation du volant lorsque le cahier des charges du véhicule prévoit que le 2903741 8 toit rétractable puisse fonctionner aussi le temps que le véhicule se déplace à faible vitesse. A cet effet, la valve de permutation 7 comprend une restriction 18.
5 La figure 4 représente un second mode de réalisation de l'invention destiné à être utilisé lorsque la pression de fonctionnement du système du mécanisme 12 doit être supérieure à la pression de fonctionnement de la commande du mécanisme 11. Pour l'exemple choisi, cela signifie une 10 application du second mode de réalisation lorsque la pression de fonctionnement du système de toit rétractable doit être supérieure à celle du système de direction assistée. Dans ce cas, le groupe électropompe est équipé d'une 15 pompe double 21, 22 dont les déplacements respectifs sont fonction des pressions et débits respectifs des circuits retenus et des capacités de puissance du moteur. Un deuxième limiteur de pression 16 est alors incorporé au circuit de commande 14, 15 du toit rétractable 12 20 comprenant une valve d'inversion. Lorsque la valve de distribution 71 n'est pas actionnée, le débit des deux pompes 21, 22 est dirigé vers le système de direction 11. Le premier limiteur de pression 3 sécurise alors le circuit de direction en 25 particulier lors des mises en butée du mécanisme de direction. Lorsque la valve de distribution 71 est actionnée, le débit de la pompe 21 reste dirigé vers le système de direction 11 et un troisième limiteur de pression 17 30 sécurise le circuit. La pression à laquelle le troisième limiteur de pression 17 est réglé est inférieure à la pression à laquelle le premier limiteur de pression 3 est réglé pour assurer le respect des capacités de puissance du moteur. Le débit de la pompe 22 est dirigé vers le 35 système de manoeuvre du toit rétractable 12 et le limiteur de pression 16 sécurise alors ce circuit.

Claims (9)

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'assistance hydraulique commun pour assister la commande d'au moins deux mécanismes (11, 12), le dispositif comprenant un groupe électropompe (1,
2) destiné à mettre un fluide hydraulique circulant dans un circuit (9, 10), sur demande déclenchée moyennant un organe de commande (13), sous une pression de travail prédéterminée, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit haute pression à deux ou davantage de canaux de distribution (9, 14) en dérivation, chacun des canaux de distribution (9, 14) du circuit étant attribué et relié à un des mécanismes à commander, et une valve de permutation (7) disposée entre le groupe électropompe (1, 2) et les canaux de distribution (9, 14) du circuit haute pression. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un limiteur de pression (3)
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un limiteur de pression (3) unique pour l'ensemble des canaux de distribution (9, 14) du circuit haute pression.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de restriction (18) intervenant sur un (9) des canaux de distribution (9, 14) du circuit haute pression.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend dans au moins un (14) des canaux de distribution (9, 14) du circuit haute pression une valve d'inversion (8) destinée à assurer l'inversion du mouvement du mécanisme (12) auquel le canal de distribution correspondant (14) est attribué et relié. 2903741 10
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la valve d'inversion (8) est de type valve normalement fermée .
7. Dispositif selon l'une quelconque des 5 revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (4, 13) permettant de faire varier au moins un paramètre de fonctionnement de l'un des mécanismes à commander.
8. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé 10 en ce qu'il comprend un groupe électro-hydraulique à deux pompes (21, 22) et au moins deux limiteurs de pression (3, 16) pour des pressions de fonctionnement différentes, les deux pompes (21, 22) étant reliées aux deux canaux de distribution de manière que chaque pompe puisse alimenter 15 séparément le canal (9, 14) auquel elle est dédiée et que les deux pompes (21, 22) puissent aussi alimenter ensemble l'un (9) seulement des deux canaux (9, 14), et les deux limiteurs de pression (3, 16) étant reliés aux deux canaux de distribution (9, 14) de façon que l'un (3) 20 agit lorsque les deux pompes (21, 22) alimentent un seul canal de distribution (9) et les deux limiteurs (3, 16) agissent lorsque chaque pompe (21, 22) alimente le canal auquel elle est dédiée. 25
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le groupe électropompe (1, 2 ; 1, 21, 22) est pourvu d'un organe d'entraînement à vitesse variable assurée par un moteur sans balais piloté par un calculateur électronique (4).
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