FR2983274A1

FR2983274A1 - Entrainement hydraulique a circuit hydraulique ferme et son procede de gestion

Info

Publication number: FR2983274A1
Application number: FR1261056A
Authority: FR
Inventors: Karl-Heinz Vogl; Michael Schuette
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-11-24
Filing date: 2012-11-21
Publication date: 2013-05-31
Anticipated expiration: 2032-11-21
Also published as: FR2983274B1; DE102011119309A1; US20130133318A1

Abstract

Entraînement de roulage hydraulique comportant une machine hydraulique primaire (1) et une machine hydraulique secondaire (2, 3) en circuit hydraulique fermé, reliées par une première et une seconde conduite active (A, B). Un premier accumulateur (SP est relié par une première vanne (V ) à la première conduite active (B) et par une seconde vanne (V ) à la seconde conduite active (A). Un second accumulateur (SP ) est relié par une troisième vanne (V ) à la première conduite active (B) et par une quatrième vanne (V ) à la seconde conduite active (A). Les vannes sont des vannes de commutation (V , V , V , V ).

Description

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un entraînement de roulage hydraulique comportant une machine hydraulique primaire et une machine hydraulique secondaire en circuit hydraulique fermé, re- liées par une première et une seconde conduite active, - un premier accumulateur étant relié par une première vanne à la première conduite active et par une seconde vanne à la seconde conduite active, et - un second accumulateur étant relié par une troisième vanne à la première conduite active et par une quatrième vanne à la seconde conduite active. L'invention se rapporte également à un procédé de gestion d'un entraînement hydraulique de roulage tel que défini ci-dessus. Etat de la technique Dans le cas des entraînements hydrauliques de roulage à circuit hydraulique fermé, on entraîne par un moteur thermique une machine hydraulique primaire fonctionnant comme pompe en mode de roulage. Par deux conduites actives, on entraîne au moins une machine hydraulique secondaire fonctionnant comme moteur, cette machine étant par exemple reliée à une roue. Le document DE 10 2008 021 889 A 1 décrit un tel entraînement de roulage avec un circuit hydraulique fermé dans lequel les deux conduites actives sont raccordées par un bloc de soupape à deux accumulateurs hydrauliques. Ces accumulateurs servent à récupérer l'énergie au freinage en chargeant fun des accumulateurs hydrauliques à partir de la conduite active à haute pression, par exemple en accélération on pourra restituer l'énergie de l'accumulateur hydraulique préalablement chargé (selon le sens de circulation) à la même conduite active ou la restituer à l'autre conduite active.

Le document DE 10 2006 060 014 B4 décrit un entraî- nement de roulage analogue avec un circuit hydraulique fermé dans lequel les deux conduites actives sont également reliées à deux accumulateurs. Par accumulateurs, on décrit deux sièges de soupape par lesquels les accumulateurs respectifs sont reliés alternativement aux deux conduites actives. Les soupapes de siège sont réalisées sous la forme de vannes logiques compliquées. L'inconvénient de ce dernier mode d'entraînement de rou- lage est que les corps de soupape des soupapes logiques génèrent en position de régulation des pertes par dégagement de chaleur. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un en- traînement de roulage à circuit hydraulique fermé ainsi qu'un procédé de gestion de celui-ci pour simplifier le dispositif d'entraînement et en améliorer l'efficacité. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet un entraînement hy- draulique de roulage comportant une machine hydraulique primaire et une machine hydraulique secondaire en circuit hydraulique fermé, re- liées par une première et une seconde conduite active, - un premier accumulateur est relié par une première vanne à la première conduite active et par une seconde vanne à la seconde conduite active, et - un second accumulateur est relié par une troisième vanne à la pre- mière conduite active et par une quatrième vanne à la seconde con- duite active, cet entraînement hydraulique de roulage étant caractérisé en ce que les vannes sont des vannes de commutation. L'invention a également pour objet un procédé de gestion d'un entraînement hydraulique de roulage, comprenant les étapes sui- vantes consistant à : - reconnaître le mode de freinage de l'entraînement de roulage, - comparer la pression dans la conduite active à haute pression à la pression dans le premier accumulateur, - relier le premier accumulateur à la conduite active à haute pression et relier le second accumulateur à la conduite active à basse pression, - comparer la pression dans la conduite active à haute pression et la pression dans le premier accumulateur, - couper les deux accumulateurs des deux conduites actives, - reconnaître le mode de roulage de l'entraînement de roulage, - comparer la pression dans la conduite active à haute pression à la pression dans le premier accumulateur, - relier le premier accumulateur à la conduite active à haute pression et relier le second accumulateur à la conduite active à basse pres- sion. En d'autres termes, l'entraînement hydraulique de rou- lage selon l'invention comporte une machine hydraulique primaire et au moins une machine hydraulique secondaire reliées l'une à l'autre par un circuit hydraulique fermé composé d'une première et d'une seconde conduite active. Un premier accumulateur est relié par une première vanne à la première conduite active et par une seconde vanne à la seconde conduite active. Un second accumulateur est relié par une troisième vanne à la première conduite active et par une quatrième vanne à la seconde conduite active. Les quatre vannes sont des vannes de com- mutation non proportionnelle avec une position de commutation ouverte et une position de commutation fermée. L'invention crée ainsi un entraînement de roulage dont le dispositif est simplifié du point de vue technique et le rendement énergétique est amélioré par la récupération de l'énergie de freinage. Selon un développement préférentiel, l'entraînement de roulage entraîne un ensemble de roues. Un ensemble de machines hydrauliques secondaires est prévu en fonction de ce nombre et chaque machine hydraulique secondaire est reliée à une première et à une se- conde conduite active par une conduite de dérivation respective. Les vannes de commutation sont des vannes d'arrêt ou soupapes d'arrêt déverrouillables ce qui constitue une solution particulièrement économique. Selon un développement préférentiel, l'unité de com- mande électronique détecte l'angle de basculement respectif et la vitesse de rotation correspondante des machines hydrauliques. Les quatre vannes de commutation sont commandées par l'unité de commande. L'unité de commande peut équiper la machine hydraulique primaire ou faire partie intégrante de celle-ci. L'unité de commande assure la ges- tion centrale de l'entraînement de roulage et régule la récupération d'énergie de freinage. Pour cela, l'invention prévoit avantageusement le mon- tage de capteurs de pression qui déterminent les pressions d'entrée et de sortie respectives des machines hydrauliques et des deux accumula- teurs pour transmettre les informations à l'unité de commande. Les capteurs de pression sont reliés aux branchements des machines hydrauliques ou aux conduites reliées à celles-ci, c'est-à-dire à la machine hydraulique primaire et aux deux conduites actives ou aux machines hydrauliques secondaires et aux conduites de dériva- tion. Selon une application préférentielle de l'entraînement de roulage de l'invention, la machine hydraulique primaire est couplée à un moteur thermique, notamment un moteur Diesel qui l'entraîne. La machine hydraulique primaire peut également fonctionner comme mo- teur et récupérer l'énergie de freinage en excédent pour alimenter le moteur thermique. Le procédé selon l'invention de gestion de l'entraînement de roulage tel que décrit, permet la récupération de l'énergie de freinage et comporte à cet effet les étapes suivantes consistant à : - reconnaître le mode de freinage de l'entraînement de roulage, - comparer la pression dans la conduite active à haute pression à la pression dans le premier accumulateur, - relier le premier accumulateur à la conduite active à haute pression et relier le second accumulateur à la conduite active à basse pres- sion, - comparer la pression dans la conduite active à haute pression et la pression dans le premier accumulateur, - couper les deux accumulateurs des deux conduites actives, - reconnaître le mode de roulage de l'entraînement de roulage, - comparer la pression dans la conduite active à haute pression à la pression dans le premier accumulateur, - relier le premier accumulateur à la conduite active à haute pression et relier le second accumulateur à la conduite active à basse pres- sion.

Selon un développement du procédé de l'invention, celui-ci comprend les étapes suivantes consistant à : - reconnaître le mode de roulage, notamment le mode d'accélération de l'entraînement de roulage, - comparer la pression dans la conduite active à haute pression et la pression dans le premier accumulateur, - si la pression dans l'accumulateur est supérieure à celle de la conduite active, on relie d'une part le premier accumulateur à la conduite active à haute pression pour l'alimenter et d'autre part on relie le second accumulateur à la conduite active basse pression pour compenser le volume. La liaison et la coupure des accumulateurs avec les conduites actives, se font par des vannes de commutation. En mode de fonctionnement de préférence après avoir re- lié le premier accumulateur à la conduite active à haute pression et le second accumulateur à la conduite active basse pression, on effectue une régulation du couple de l'arbre de sortie d'au moins une machine hydraulique secondaire en réglant l'angle de basculement de la machine hydraulique secondaire. Cette machine fonctionne alors comme pompe.

En mode de fonctionnement, après avoir coupé les deux accumulateurs des conduites actives, notamment à cause de la charge maximale ou du remplissage, on effectue une régulation du couple de freinage par les vannes haute pression de la machine hydraulique primaire.

En mode de roulage, notamment en mode d'accélération, de préférence après avoir relié le premier accumulateur à la conduite active à haute pression et le second accumulateur à la conduite active basse pression, on effectue une régulation de roulage, notamment une régulation de l'accélération en réglant l'angle de basculement d'au moins une machine hydraulique secondaire. Elle fonctionne alors comme moteur. La régulation de roulage peut se faire en outre en réglant l'angle de basculement de la machine hydraulique primaire fonctionnant comme pompe.

Selon un développement particulièrement préférentiel du procédé de l'invention, la détection du mode de freinage et la détection du mode de roulage, notamment du mode d'accélération, se fait par la vitesse de rotation respective et la pression d'entrée et la pression de sortie respective des machines hydrauliques. Si avant de couper les deux accumulateurs des deux conduites actives, on enregistre la pression de l'accumulateur chargé dans l'unité de commande, il sera possible lors du mode de roulage suivant, de brancher l'accumulateur chargé avec le niveau de pression cor- rect pour la conduite active à haute pression. Dessin La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple d'entraînement hydraulique de roulage représenté dans le dessin annexé dans lequel, la figure unique est un schéma hydraulique de l'entraînement de roulage. Description d'un mode de réalisation de l'invention La figure montre un schéma hydraulique de l'exemple de réalisation de l'entraînement de roulage selon l'invention. Un circuit hydraulique fermé comprend une machine hydraulique 1, primaire, ré- glable, entraînée par un moteur thermique non représenté. La machine hydraulique 1 fonctionne comme pompe ou comme moteur ; son angle de basculement se règle en passant par un débit zéro. Le réglage de l'angle de basculement est fait par une unité électronique de commande OBE fixée au boîtier de la machine hydraulique 1. L'angle de bascule- ment est surveillé par un capteur de course 4 qui transmet l'informa- tion à l'unité de commande OBE. Une première conduite active B et une seconde conduite active A sont reliées à la machine hydraulique primaire 1. Chacune des conduites actives A, B est reliée par deux dérivations 8 à deux machines hydrauliques secondaires 2, 3. Ces machines sont des moteurs de roue servant aussi à récupérer de l'énergie de freinage en fonctionnant comme des pompes ; l'angle de basculement de ces machines se règle également en passant par la position zéro. Le réglage de l'angle de basculement se fait de manière proportionnelle électriquement par l'unité de commande OBE.

L'entraînement de roulage est réalisé sous la forme d'un circuit hydraulique fermé qui est alimenté par une pompe d'alimentation 7 couplée au moteur thermique pour recevoir du liquide hydraulique de remplacement pour l'éventuel liquide hydraulique qui s'échappe. Un premier accumulateur de pression SPI est relié par l'intermédiaire d'un premier clapet antiretour déverrouillable VI à la première ligne active B et par un second clapet antiretour déverrouillable VII à la seconde ligne active A. De façon comparable, un second accumulateur de pression SPI' est relié par un troisième clapet antire- tour déverrouillable VIII à la première conduite active B et par un quatrième clapet antiretour déverrouillable Viv à la seconde conduite active A. Les quatre clapets antiretour déverrouillables VI, Vu, VIII, Viv, ont une position de commutation fermée, précontrainte par un ressort et une position ouverte commutée par un actionneur électrique commandé par l'unité de commande OBE. Le segment de conduite respectif entre l'accumulateur SPI ou SPI' et les clapets antiretour associés VI, Vii ou Viii, Viv, sont équipés d'un capteur de pression pspi ou pspll. Les capteurs de pression ppsi ou PsPii captent la pression de l'accumulateur SPI ou SPI' associé. Dans la région des branchements de la machine hydraulique primaire 1, les deux conduites actives A, B sont reliées chacune à un capteur de pression 6. Les capteurs de pression 6 captent la pression dans les conduites actives A, B et ainsi la pression à l'entrée et à la sortie de la machine hydraulique primaire 1. Les capteurs de pression ppsi, pspll, 6 sont reliés par des lignes de transmission de signal (lignes non représentées) à l'unité de commande OBE. En mode de freinage de l'entraînement de roulage selon l'invention, les deux machines hydrauliques secondaires 2, 3 fonction- nent comme des pompes si l'on prend par hypothèse le sens de trans- fert du liquide hydraulique à partir de la conduite active A vers la conduite active B. Dans cet exemple, l'unité de commande OBE sélectionne le premier accumulateur SPI pour le charger, alors que le second accumulateur SPI' au moins partiellement rempli sert à compenser le débit de liquide hydraulique évacué. Pour cela, le premier accumulateur SPI est relié à la conduite active B à haute pression par la première vanne VI et le second accumulateur SPI' est relié par la quatrième vanne Viv à la conduite active A qui est à une basse pression. Le couple de freinage souhaité se règle par l'angle de basculement des deux ma- chines hydrauliques secondaires 2, 3. Lorsque le premier accumulateur SPI est rempli, on ferme de nouveau les deux vannes VI, Viv. Si l'on veut continuer à freiner, cela se fait par les vannes haute pression (non représentées) de la machine hydraulique primaire 1. Pendant un mode de roulage, notamment à l'accélération, dans cet exemple, le premier accumulateur SPI est relié en fonction du sens de circulation par l'intermédiaire de la première ou de la seconde vanne d'arrêt déverrouillable y1, VII à la conduite active A, B qui est en haute pression lorsque la pression d'accumulateur mesurée par le capteur de pression pspi est supérieure à la pression de fonctionnement dé- terminée par le capteur de pression 4 pour la conduite active A, B qui est à la haute pression. On réalise ainsi un freinage par régénération (freinage dynamique) selon lequel les vannes d'arrêt VI, VII, Viii, Viv correspondantes, commandent la communication des accumulateurs SPI, SPI' avec les conduites actives par une liaison à faible perte. En variante de l'exemple de réalisation présenté de l'entraînement de roulage selon l'invention, les capteurs de pression pspi, pspll des deux accumulateurs SPI, SPI' peuvent être supprimés. Il faut alors que l'unité de commande OBE à la fin de la charge, accumule la pression par la fermeture des vannes d'arrêt, pression d'accumulateur transmise par les capteurs de pression 8 reliés aux conduites actives A, B. L'invention a pour objet un entraînement hydraulique de roulage comportant une machine hydraulique primaire et au moins une machine hydraulique secondaire qui sont reliées par un circuit hydrau- lique fermé passant par une première et une seconde conduite active. Un premier accumulateur peut être relié par une première vanne à la première conduite active et par une seconde vanne à la seconde conduite active. Un second accumulateur peut être relié par une troisième vanne à la première conduite active et par une quatrième vanne à la se- conde conduite active. Les quatre vannes ne sont pas des vannes de commutation proportionnelle ayant chacune deux positions de commutation définies. On réalise ainsi un entraînement de roulage de technique simple et dont le rendement énergétique est amélioré.

L'invention a également pour objet un procédé de gestion d'un entraînement de roulage tel que celui décrit ci-dessus pour la récupération de l'énergie de freinage, ce procédé comprenant les étapes suivantes consistant à : - détecter le mode de freinage de l'entraînement de roulage, - comparer la pression dans la conduite active à haute pression et la pression du premier accumulateur, - si la pression dans l'accumulateur est inférieure à celle de la conduite active, on relie d'une part le premier accumulateur à la conduite active à haute pression et on charge l'accumulateur et d'autre part on relie le second accumulateur à la conduite active à basse pression pour la compensation en volume, - on compare en permanence la pression du premier accumulateur à la pression de la conduite active à haute pression jusqu'à ce que la pression dans l'accumulateur en charge corresponde à celle de la conduite active, - on coupe les deux accumulateurs des deux conduites actives. Selon un autre développement du procédé de l'invention, on exécute les étapes suivantes consistant à : - reconnaître un mode de conduite de l'entraînement de roulage, - comparer la pression dans la conduite active à haute pression et la pression dans le premier accumulateur, - si la pression dans l'accumulateur est supérieure à celle de la conduite active, on relie d'une part le premier accumulateur à la conduite active à haute pression pour l'alimenter et d'autre part on relie le second accumulateur à la conduite active à basse pression pour compenser le volume.35 NOMENCLATURE 1 machine hydraulique primaire 2, 3 machines hydrauliques secondaires 4 capteur de course 6 capteur de pression 7 pompe d'alimentation 8 conduite de dérivation A seconde conduite active B première conduite active T réservoir SPI premier accumulateur de pression SPI' second accumulateur de pression VI première vanne antiretour déverrouillable VII seconde vanne antiretour déverrouillable VIII troisième vanne antiretour déverrouillable Viv quatrième vanne antiretour déverrouillable OBE unité de commande électronique psPI, psPII capteurs de pression20

Claims

REVENDICATIONS1°) Entraînement de roulage hydraulique comportant une machine hydraulique primaire (1) et une machine hydraulique secondaire (2, 3) en circuit hydraulique fermé, reliées par une première et une seconde con- duite active (A, B), - un premier accumulateur (SPI) est relié par une première vanne (VI) à la première conduite active (B) et par une seconde vanne (Vii) à la seconde conduite active (A), et - un second accumulateur (SPI') est relié par une troisième vanne (Viii) io à la première conduite active (B) et par une quatrième vanne (Viv) à la seconde conduite active (A), entraînement hydraulique de roulage caractérisé en ce que les vannes sont des vannes de commutation (VI, Vii, Viii, Viv). 15 2°) Entraînement hydraulique de roulage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les vannes de commutation sont des vannes d'arrêt déverrouillables (VI, Vu, VIII, Viv). 20 3°) Entraînement hydraulique de roulage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comporte une unité électronique de commande (OBE) qui détecte l'angle de basculement respectif et la vitesse de rotation respective des machines hydrauliques (1, 2, 3) et commute les vannes de commutation 25 (VI, VII, VIII, VIV). 4°) Entraînement hydraulique de roulage selon la revendication 3, caractérisé en ce qu' il comporte un dispositif capteur de pression (pspi, pspll, 6) détectant la 30 pression d'entrée et la pression de sortie respective des machines hy- drauliques (1, 2, 3) et des accumulateurs (SPI, SPI') pour transmettre des informations à l'unité de commande (OBE).5°) Procédé de gestion d'un entraînement hydraulique de roulage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant les étapes suivantes consistant à : - reconnaître le mode de freinage de l'entraînement de roulage, - comparer la pression dans la conduite active à haute pression (A, B) à la pression dans le premier accumulateur (SPI), - relier le premier accumulateur (SPI) à la conduite active (A, B) à haute pression et relier le second accumulateur (SPI') à la conduite active (A, B) à basse pression, - comparer la pression dans la conduite active (A, B) à haute pression et la pression dans le premier accumulateur (SPI), - couper les deux accumulateurs (SPI, SPI') des deux conduites actives (A, B), - reconnaître le mode de roulage de l'entraînement de roulage, - comparer la pression dans la conduite active (A, B) à haute pression à la pression dans le premier accumulateur (SPI), - relier le premier accumulateur (SPI) à la conduite active (A, B) à haute pression et relier le second accumulateur (SPI') à la conduite active (A, B) à basse pression. 6°) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu' en mode de freinage après avoir relié le premier accumulateur (SPI) à la conduite active (A, B) à haute pression et le seconde accumulateur (SPI') à la conduite active (A, B) à basse pression, on règle le couple de frei- nage en réglant l'angle de basculement de la machine hydraulique secondaire (2, 3). 7°) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu' en mode de freinage après avoir coupé les deux accumulateurs (SPI, SPI') des deux conduites actives (A, B), on effectue une régulation du couple de freinage par les vannes haute pression de la machine hydraulique primaire (1).358°) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu' en mode de roulage après avoir relié le premier accumulateur (SPI) à la conduite active (A, B) à haute pression et le second accumulateur (SPI') à la conduite active (A, B) basse pression, on effectue une régulation de roulage en réglant l'angle de basculement de la machine hydraulique secondaire (2, 3). 9°) Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu' on effectue la régulation de roulage après le réglage de l'angle de basculement de la machine hydraulique primaire (1). 10°) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu' on détecte le mode de freinage et on détecte le mode de roulage en fonction des vitesses de rotation respectives et des pressions d'entrée et de sortie respectives des machines hydrauliques (1, 2, 3). 11°) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu' avant de couper les deux accumulateurs des deux conduites actives (A, B), on enregistre la valeur de la pression du premier accumulateur dans l'unité de commande (OBE).25