WO2017081164A1 - Procédé d'engagement de l'assistance hydraulique - Google Patents

Procédé d'engagement de l'assistance hydraulique Download PDF

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WO2017081164A1
WO2017081164A1 PCT/EP2016/077285 EP2016077285W WO2017081164A1 WO 2017081164 A1 WO2017081164 A1 WO 2017081164A1 EP 2016077285 W EP2016077285 W EP 2016077285W WO 2017081164 A1 WO2017081164 A1 WO 2017081164A1
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axle
hydraulic
mechanical
wheels
assistance
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PCT/EP2016/077285
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Rana-Omer NAEEM
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Poclain Hydraulics Industrie
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/34—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles
    • B60K17/356—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having fluid or electric motor, for driving one or more wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K23/00—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for
    • B60K23/08—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for changing number of driven wheels, for switching from driving one axle to driving two or more axles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K23/08—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for changing number of driven wheels, for switching from driving one axle to driving two or more axles
    • B60K2023/085—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for changing number of driven wheels, for switching from driving one axle to driving two or more axles automatically actuated
    • B60K2023/0858—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for changing number of driven wheels, for switching from driving one axle to driving two or more axles automatically actuated with electric means, e.g. electro-hydraulic means

Definitions

  • the present invention relates to the field of vehicles comprising hydraulic assistance, typically vehicles that can go from a two-wheel drive configuration to an integral transmission.
  • the present invention relates in particular to the conditions of engagement of the hydraulic assistance.
  • Vehicles with hydraulic assistance which can be engaged selectively according to the desired driving conditions for carrying out all or part of the wheels are known.
  • the hydraulic assistance When engaged, the hydraulic assistance consumes a significant power and generates a heating. That is why it is desirable to engage it only when necessary and to disengage it as soon as it ceases to be necessary.
  • the hydraulic assistance In the current state of the art, the hydraulic assistance is generally activated manually by the driver.
  • hydraulic assistance systems are configured to be engaged below a certain speed threshold. It can also be provided further that the hydraulic assistance system is engaged above a certain speed threshold. Such a condition of engagement of the hydraulic assistance does not make it possible to optimize the engagement of the assistance according to the real need at the level of the connection with the ground of the vehicle.
  • the present invention thus aims to propose a process for configurable engagement of hydraulic assistance that does not require the intervention of the driver.
  • the invention proposes a method of engaging the hydraulic assistance in a vehicle comprising a chassis, at least one mechanical axle linked to mechanical wheels and at least one carrying axle linked to load wheels and a primary motor driving in rotation the mechanical axle, said vehicle further comprising at least two hydraulic devices configured to selectively perform a hydraulic assist for driving the wheels, and an acceleration control defining an acceleration setpoint, and a brake command defining a brake setpoint,
  • the method of engaging the hydraulic assistance comprising steps of:
  • the acceleration setpoint is defined as the position of an accelerator pedal.
  • the acceleration setpoint is defined as the variation of the position of an accelerator pedal.
  • the method of engaging the hydraulic assistance further comprising steps of:
  • Hydraulic assistance is engaged if one of the engagement conditions is detected for a predetermined duration.
  • the invention also proposes a system for engaging the hydraulic assistance in a vehicle comprising a chassis, at least one mechanical axle linked to mechanical wheels and at least one carrying axle linked to carrying wheels, and a primary engine driving in rotating the mechanical axle, said vehicle further comprising at least two hydraulic devices configured to selectively perform hydraulic assistance for driving the wheels,
  • the hydraulic assistance engagement system comprising:
  • At least one sensor adapted to measure the speed of rotation of the mechanical axle
  • At least one sensor adapted to measure the rotation speed of the carrying axle
  • a computer configured to engage hydraulic assistance, when one of the following conditions is met:
  • the acceleration setpoint exceeds a predefined threshold, while the rotational speed of the carrying axle is lower than a predefined threshold speed;
  • the acceleration setpoint is lower than a predefined threshold or the variation of the acceleration setpoint is lower than a predefined negative threshold, whereas the difference between the rotation speed of the mechanical axle and that of the carrying axle is greater than a predefined threshold;
  • the brake setpoint is greater than a predefined threshold.
  • a sensor on each of the two wheels of the mechanical axle adapted to measure the speed of rotation of the wheel of the mechanical axle
  • a sensor on each of the two wheels of the carrying axle adapted to measure the speed of rotation of the wheel of the carrying axle
  • the invention also proposes a vehicle comprising a chassis, at least one mechanical axle linked to mechanical wheels and at least one carrying axle linked to carrying wheels, and a primary engine driving the mechanical axle in rotation, said vehicle comprising in in addition to at least two hydraulic devices configured to selectively perform a hydraulic assistance for driving the wheels, the vehicle further comprising an acceleration control defining an acceleration setpoint, and a braking command defining a setpoint brake, and a hydraulic assist engagement system as described above.
  • One of the two hydraulic devices is mounted on the carrier axle and the other on the mechanical axle, and each being rotatably connected to the chassis, and to said carrier and mechanical axle respectively, and being configured so that their commissioning carries a drive of the wheels of the carrier axle by sampling the torque applied to the mechanical axle.
  • the vehicle comprises a hydraulic device mounted on each of the wheels of the carrying axle, the hydraulic devices being each connected in rotation on the one hand to the chassis, and on the other hand to a carrier wheel, and another hydraulic apparatus driven by the engine, the hydraulic devices being configured from in such a way that, when the assistance is engaged, the hydraulic apparatus driven by the heat engine sends hydraulic assistance torque to the hydraulic devices mounted on each of the wheels of the carrying axle.
  • the axle carrier is a steering front axle, the mechanical axle being a rear axle.
  • FIG. 1 schematically shows an example of a hydraulic assistance circuit equipped with an engagement system according to one aspect of the invention
  • FIG. 2 schematically shows another example of a hydraulic assistance circuit equipped with an engagement system according to one aspect of the invention
  • Figure 1 schematically shows an example of assistance circuit.
  • This figure shows schematically a vehicle structure comprising a chassis, a mechanical axle 14 and a carrier axle 24, each of the axles carrying two wheels, respectively 12, 13, 22 and 23.
  • the mechanical axle 14 is connected to a primary motor M, typically a heat engine, via a clutch 2 and a gearbox 3 thus ensuring its drive.
  • a transmission shaft line connects the gearbox to the wheels.
  • the mechanical axle is therefore a mechanical transmission axle.
  • the axle carrier is not mechanically connected to the engine M. It essentially constitutes a wheeled axle carriers when assistance is not engaged.
  • each of the mechanical axles 14 and carrier 24 comprise a differential, respectively 11 and 21, for rotating the wheels of the same axle at different speeds of rotation, particularly in case of cornering or loss of grip of one of the wheels.
  • each of the axles comprises a hydraulic apparatus.
  • the mechanical axle 14 comprises a hydraulic apparatus 20 essentially operating as a pump connected on the one hand to the chassis, and on the other hand to the mechanical axle 14, and the carrying axle 24 comprises an apparatus hydraulic engine 20 operating essentially as a motor linked on the one hand to the chassis, and on the other hand to the carrying axle 24.
  • An equivalent vehicle can be created by not using a differential on the carrier axle 24, but by assigning each wheel 22 23 a hydraulic motor 20.
  • the combination of two hydraulic devices 10, 20 makes it possible to take traction torque on a mechanical axle 14 and to transfer it onto a carrying axle 24, which makes it possible to transform a two-wheel drive vehicle into a four-wheel drive vehicle.
  • These two hydraulic devices 14 and 24 are typically reversible hydraulic devices of radial piston type well known to those skilled in the art, which can alternate between a freewheel configuration and a service configuration, for example by retracting the pistons in their respective housings, or by disengaging the cylinder block so as to have a zero displacement.
  • the hydraulic devices may have a pump or motor operation, depending on the nature of their supply, that is to say according to the direction of fluid flow, and depending on the pressures that are established in the lines. The direction of movement and the pressures are related to the direction of rotation of the wheels, and the couples who exercise there.
  • a hydraulic device is reversible, and can therefore alternate between these two operations if the nature of its diet varies.
  • a hydraulic apparatus to which a torque input is applied for example by means of a shaft, will thus generate a flow and thus operate as a pump.
  • a hydraulic device to which a flow rate is applied will generate a torque, and operate as a motor.
  • Such a hydraulic apparatus can thus have two directions of rotation, and also provide a positive or negative torque, sometimes referred to as four-quadrant operation.
  • the cylinder block is rotatably mounted relative to said first and second assemblies.
  • the cam is rotatably connected to one or other of these sets.
  • a not shown actuator makes it possible selectively to immobilize the cylinder block with respect to the other of said first or second assemblies, so that the cylinder block and the cam are each rotatably connected to a separate assembly, which carries out the commissioning of the hydraulic apparatus.
  • the two hydraulic units 10 and 20 are each mounted on an axle, they rotate at an intermediate speed between the wheel speed of the axle, the speed between the wheels of the same axle may be different because of the differential.
  • the differential 11 divides the mechanical axle 14 into two half-axles 15 and 16, on which the wheels 12 and 13 are respectively mounted.
  • the first hydraulic apparatus 10 is connected to the differential housing 11 and has two half-axles 15 and 16
  • the carrier axle 24 is divided into two half-axles 25 and 26 by the differential 21, these axles respectively carrying the wheels 22 and 23.
  • the second hydraulic device 24 is connected to the differential housing 21 of this axle. carrier 24 and the two half-axles 25 and 26.
  • the hydraulic devices 10 and 20 are typically radial piston hydraulic devices each comprising:
  • the radial piston and multilobe cam type motors are positioned so as to rotate generally at the speed of the wheels, or at the speed of the cage of a differential which rotates at the average speed of the two wheels of the same axle.
  • motors linked to two wheels of the same carrier axle, without differential it is also possible to envisage similar systems with motors linked to two wheels of the same carrier axle, without differential; It is also conceivable, although this is not the preferred solution for multilobe cam motors, to have a reduction or multiplication stage between the wheels and the engines.
  • the two hydraulic units 10 and 20 advantageously have the same displacement, so that the wheels of the different axles rotate substantially at the same speed.
  • the cubic capacity of the hydraulic units is however adapted to take into account losses and leaks; their displacements thus differ for example from the order of a few percent.
  • this configuration is that of a propulsion vehicle.
  • the structure shown in Figure 1 may further be adapted to a vehicle having more than two axles.
  • the hydraulic apparatus of the mechanical axle has a displacement substantially equal to 1 + (NxE) and each of the hydraulic devices of the carrying axles has a displacement equal to 1 / (N-1), E representing the value of the losses and estimated leakage for a hydraulic device mounted on a carrier axle.
  • the hydraulic devices used can thus be variable displacement controlled so that their respective displacements are adapted so that the sum of the displacements of the hydraulic devices operating as a pump is substantially equal to the sum of the displacements of the hydraulic devices operating as an engine with losses and leaks near, or with fixed displacement.
  • the vehicle structure thus presented allows for hydraulic assistance, by taking a torque on a mechanical axle of a vehicle and transmitting this torque on another axle on which is performed the hydraulic assistance.
  • the vehicle structure shown in FIG. 1 corresponds, for example, to a propulsion-type transmission with front-wheel steering and rear-wheel drive, which can switch to full transmission via hydraulic assistance.
  • the structure presented also adapts to traction-type transmissions comprising front and rear wheels, or with front and rear wheels, or to a propulsion-type transmission with rear-wheel-drive wheels. and guidelines.
  • the mechanical axle 14 would become director, and the front side of the vehicle, while and the carrier axle 24 would be at the rear and not a director.
  • the invention is also possible to apply the invention to a different circuit, as illustrated in FIG.
  • Figure 2 shows a conventional six-wheel truck structure distributed over three axles:
  • a mechanical axle comprising a differential gear 11 rotated by a gearbox 3 coupled to a primary motor M via a clutch 2,
  • a steering front axle 24 comprising two carrying wheels 22 and 23,
  • a rear axle 64 comprising a differential 61 and two wheels 62 and 63.
  • the vehicle further comprises a hydraulic apparatus 10 driven directly or indirectly by the heat engine M, and sending assistance torque hydraulically to the wheels of an assisted axle equipped with hydraulic apparatus 20 operating in engine mode.
  • the assisted axle can be manager or not.
  • the assisted axle may be the steering front axle 24 or the rear axle 64.
  • the axle 24 and the axle 64 may also be present at the same time.
  • the pump In general, the pump must be rotated by a movement taken from the mechanical transmission chain between the heat engine M and a mechanically driven wheel.
  • the hydraulic apparatus 10 operates as a pump is driven by the heat engine, preferably by a power take off (PTO). However, it can also be driven by a PTO linked to the gearbox. In this case, the hydraulic apparatus 10 can be connected to a rotating shaft in proportion to the speed of the engine, or to a shaft rotating in proportion to the speed of the wheels.
  • a clutch may be provided to mechanically disengage the hydraulic apparatus 10.
  • the hydraulic apparatus 10 may be of fixed or variable displacement. This architecture is for example used for commercial vehicles, buses or trucks, or towed trailers.
  • Such devices are used in particular in assistance on a vehicle, to allow in case of need to operate the hydraulic motor as a booster or assistance engine, in difficult vehicle traveling conditions such as a slippery floor, a steep slope etc.
  • the hydraulic motor 20 is generally arranged on an axle of the vehicle whose wheels are not driving in the normal mode of advance of the vehicle; also, when the hydraulic transmission device is activated, the vehicle has additional drive wheels.
  • the hydraulic devices are of the radial piston and multilobe cam type and are placed so as to rotate at the speed of the wheels.
  • the hydraulic devices are of the radial piston and multilobe cam type and are placed so as to rotate at the speed of the wheels.
  • a single engine linked to the speed of the cage of a differential that rotates at the average speed of the two wheels of the same carrier axle.
  • multilobe cam motors it is also possible, although this is not the preferred solution for multilobe cam motors, to have a reduction or multiplication stage between the wheels and the motors.
  • the two hydraulic devices 10 are typically reversible radial piston type hydraulic devices well known to those skilled in the art, which can alternate between a freewheel configuration and a service configuration, for example by retracting the pistons in their housing. respective, or by disengaging the cylinder block so as to have zero displacement
  • Hydraulic motors 20 having a free wheel configuration, that is to say a configuration in which the hydraulic apparatus operates without fluid pressure and where the pistons are not in contact with the cam.
  • This freewheeling configuration is opposed to the working configuration, in which the pistons are in contact with the cam, and the hydraulic apparatus operates with a fluid pressure.
  • the hydraulic motors 20 are in freewheel configuration when the additional hydraulic transmission is not requested, and goes into working configuration when it is requested.
  • the vehicle further comprises a steering control 4, such as a steering wheel, defining a c angle angle setpoint, an acceleration control 5, such as an acceleration pedal, defining an acceleration setpoint, and a brake control 6, such as a brake pedal, defining a brake setpoint.
  • a steering control 4 such as a steering wheel, defining a c angle angle setpoint
  • an acceleration control 5 such as an acceleration pedal, defining an acceleration setpoint
  • a brake control 6 such as a brake pedal, defining a brake setpoint.
  • the acceleration setpoint can be defined as the position of the accelerator pedal or as the variation of the position of the accelerator pedal.
  • the vehicle comprises a hydraulic assistance engagement system comprising a computer 9.
  • the computer 9 is connected to the steering wheel 4 and receives the corner angle setpoint.
  • the computer 9 is connected to the acceleration pedal 5 and receives the acceleration instruction.
  • the computer 9 is connected to the brake pedal 6 and receives the braking instruction.
  • the computer 9 is configured to engage the hydraulic assistance when one of the following conditions is fulfilled:
  • the acceleration setpoint exceeds a predefined threshold, while the rotation speed of the carrier wheel 22, 23 is less than a predefined threshold speed; this condition corresponding to the situation in which one is stopped and one wishes to start, the difference between the speed between a mechanical wheel 12, 13 and that of a carrier wheel 22, 23 is greater than a predefined threshold or taking into account of angle angle input data, and / or the speed of the carrier train;
  • the acceleration setpoint is below a predefined threshold, while the difference between the rotation speed of a carrier wheel 22, 23 and that of a mechanical wheel 12, 13 is greater than a predefined threshold; this condition corresponds for example to a downhill restraint vehicle, the load wheels go faster than the mechanical wheels thus generating a braking torque rather than a traction torque;
  • the brake setpoint is greater than a predefined threshold.
  • the speed of the carrier train is considered to be the speed closest to that of the vehicle.
  • the computer 9 can be configured to successively check all these conditions or to check only a few.
  • assistance can only be initiated if one of the conditions is met for a predefined time, typically 0.2s.
  • the hydraulic assistance is engaged at the start of the vehicle.
  • the method of engaging the hydraulic assistance comprises steps of:
  • rotational speed sensors 17 are placed on the mechanical wheels 12, 13. These wheel rotation speed sensors can in particular be those of the anti-lock wheel system (ABS).
  • ABS anti-lock wheel system
  • the speed of rotation of the mechanical axle 14 can be defined as the average between the rotational speeds of the two wheels of the mechanical axle 14.
  • the method of engaging the hydraulic assistance may further comprise a step of acquiring the state of the gearbox 3, the hydraulic assistance being engaged if the instruction of acceleration is greater than the predefined threshold, that the speed of rotation of the mechanical wheel is less than or equal to the predefined threshold, and that a speed is engaged.
  • the hydraulic assistance is disengaged if the speed of rotation of the wheel of the carrier axle 24 becomes greater than a predefined threshold, and the acceleration setpoint exceeds a predefined threshold, which corresponds to a non-slip situation. On the other hand if a new engagement condition is detected is detected, the hydraulic assistance is not disengaged.
  • the acceleration pedal 5 controls the force or the driving speed of the motor M.
  • the restoring force of the return spring brings the acceleration pedal 5 back to its starting position when the force is released. actuating.
  • the motor M provides a resistant torque, called the engine brake, all the stronger as the speed engaged is small and the release of the actuating force is important.
  • the method of engaging the hydraulic assistance comprises steps of:
  • rotational speed sensors 17 are placed on the mechanical wheels 12, 13 and rotational speed sensors 27, placed on the carrying wheels 22, 23.
  • These wheel rotation speed sensors may especially be those anti-lock braking system (ABS). Hydraulic assistance is disengaged when one of the following conditions is detected:
  • the difference between the speed of rotation of the wheel of the mechanical axle 14 and that of the wheel of the carrying axle 24 becomes less than a predefined threshold, said predefined threshold being lower than the threshold beyond which the assistance is committed;
  • the acceleration instruction is greater than a predefined threshold greater than the engagement threshold. On the other hand if a slip is detected, the hydraulic assistance is not disengaged.
  • the hydraulic assistance is engaged in case of significant braking.
  • the method of engaging the hydraulic assistance comprises steps of:
  • Hydraulic assistance is disengaged when one of the following conditions is detected:
  • the brake setpoint becomes lower than a predefined threshold lower than the assistance commitment threshold
  • the computer 9 controls the commissioning of the two hydraulic devices 10 and 20, typically by output of the pistons of their housing in the case of retractable radial piston hydraulic devices.
  • the first hydraulic apparatus 10 is then driven by the mechanical axle 14, and more particularly by the differential case 11 of the mechanical axle 14 and operates during the pulling as hydraulic pump, to deliver a flow that feeds the second hydraulic apparatus 20 which then functions as a hydraulic motor, and thus causes the differential housing 21 of the carrier axle 24 to rotate;
  • the computer 9 controls the tilting of the hydraulic units 10 and 20 in freewheel configuration, for example by retracting their pistons in the respective housings of their cylinder blocks.
  • the hydraulic apparatus 10 of the axle 14 has a motor operation
  • the hydraulic apparatus 20 of the axle 24 has a pump operation, which allows a synchronization of the axles when braking, by transfer of the braking torque
  • the invention can be realized by means of a computer 9 containing an algorithm having, as parameters, the rotational speeds measured, the acceleration setpoint, the braking setpoint, and the angle setpoint c_angle.
  • the same calculator containing the algorithm can equip various vehicles.
  • the user or the manufacturer of the vehicle can further define other parameters, depending on the geometry of the vehicle, its use, and the type of reaction of the vehicle he wishes to obtain. The parameters are sufficient to engage and disengage the assistance satisfactorily, that is, early, but not unexpectedly, that the vehicle is traveling. in a straight line or not, over the entire range of speed of use of the system
  • the engagement system may further include a human machine interface 30 having a command to enable or disable assistance, the algorithm initiating assistance if the engagement condition is met only if the assistance is enabled.
  • the man-machine interface 30 may further include a command to force the assistance commitment even when the commitment condition is not fulfilled. This mode is called "permanent assistance".
  • the engagement system may further be programmed to disengage assistance when a maximum average speed threshold is reached. Indeed, for each vehicle equipped with hydrostatic assistance, depending in particular on the motors, the pump and the diameter of the wheels chosen, it is possible to determine a maximum speed from which it is not desirable to retain the assistance in a committed state. Indeed, some components of the assistance, such as hydraulic motors, or pumps, have operational risks when an average speed threshold is reached. For example, pumps and motors should not operate over a maximum flow, the PTO should not operate above maximum power. It is therefore useful to provide an average speed not to be exceeded for assistance, from which it must be disengaged. This setpoint can consist of an additional parameter to be entered by the manufacturer.
  • the commitment condition of the assistance can furthermore take into account the temperature of the hydraulic system.
  • the engagement system 1 then comprises at least one temperature sensor 8 adapted to measure the temperature of the hydraulic system. For example, if you drive in "continuous assistance” mode, but the hydraulic system becomes too hot, the algorithm switches to the normal operating mode “slip calculation” to avoid unnecessary heating of the hydraulic system. On the other hand, in very cold weather, one can choose the mode “permanent assistance” as long as the hydraulic system has not reached a sufficient temperature. The engagement system 1 can switch from one mode of operation to another, depending on the outside temperature, while the vehicle is traveling.

Abstract

L'invention concerne un procédé d'engagement de l'assistance hydraulique dans un véhicule lorsqu'une des conditions suivantes est remplie: - la consigne d'accélération dépasse un seuil prédéfini, alors que la vitesse de rotation de la roue mécanique est inférieure à un seuil prédéfini; - la consigne d'accélération est inférieure à un seuil prédéfini ou la variation de la consigne d'accélération est négative et inférieure à un seuil prédéfini négatif, alors que la différence entre la vitesse de rotation de la roue mécanique et celle de la roue porteuse est supérieure à un seuil prédéfini; - la consigne de frein est supérieure à un seuil prédéfini.

Description

Procédé d'engagement de l'assistance hydraulique
DOMAINE TECHNIQUE GENERAL La présente invention concerne le domaine des véhicules comprenant une assistance hydraulique, typiquement des véhicules pouvant passer d'une configuration deux roues motrices à une transmission intégrale. La présente invention concerne en particulier les conditions d'engagement de l'assistance hydraulique.
ETAT DE L'ART
On connaît les véhicules munis d'une assistance hydraulique pouvant être engagée sélectivement selon les conditions d'entraînement souhaitées pour réaliser l'entraînement de tout ou parties des roues.
Lorsqu'elle est engagée, l'assistance hydraulique consomme une puissance conséquente et génère un échauffement. C'est pourquoi il est souhaitable de l'engager uniquement lorsque cela est nécessaire et de la désengager dès que cela cesse d'être nécessaire. Dans l'état actuel de l'art, l'assistance hydraulique est généralement activée manuellement par le conducteur.
D'autres systèmes d'assistance hydraulique sont configurés pour être engagé en dessous d'un certain seuil de vitesse. Il peut également être prévu en outre que le système d'assistance hydraulique soit engagé au-dessus d'un certain seuil de vitesse. Une telle condition d'engagement de l'assistance hydraulique ne permet pas d'optimiser l'engagement de l'assistance en fonction du besoin réel au niveau de la liaison au sol du véhicule.
PRESENTATION DE L'INVENTION La présente invention vise ainsi à proposer un procédé d'engagement paramétrable de l'assistance hydraulique ne nécessitant pas l'intervention du conducteur.
A cet effet l'invention propose un procédé d'engagement de l'assistance hydraulique dans un véhicule comprenant un châssis, au moins un essieu mécanique lié à des roues mécaniques et au moins un essieu porteur lié à des roues porteuses et un moteur primaire entraînant en rotation l'essieu mécanique, ledit véhicule comprenant en outre au moins deux appareils hydrauliques configurés de manière à réaliser de manière sélective une assistance hydraulique pour l'entraînement des roues porteuses, et une commande d'accélération définissant une consigne d'accélération, et une commande de freinage définissant une consigne de frein,
le procédé d'engagement de l'assistance hydraulique comportant des étapes de :
- mesure de la vitesse de rotation de l'essieu mécanique et de l'essieu porteur ;
- acquisition de la consigne d'accélération ; - engagement de l'assistance hydraulique lorsque la consigne d'accélération est inférieure à un seuil prédéfini, alors que la différence entre la vitesse de rotation de l'essieu porteur et celle de l'essieu mécanique est supérieure à un seuil prédéfini.
La consigne d'accélération est définie comme la position d'une pédale d'accélération. La consigne d'accélération est définie comme la variation de la position d'une pédale d'accélération.
Le procédé d'engagement de l'assistance hydraulique comportant en outre des étapes de :
- acquisition de la consigne de frein ;
- comparaison de la consigne de frein avec un seuil prédéfini ;
- engagement de l'assistance hydraulique si la consigne de frein est supérieure à un seuil prédéfini. L'assistance hydraulique est engagée si l'une des conditions d'engagement est détectée pendant une durée prédéterminée.
L'invention propose également un système d'engagement de l'assistance hydraulique dans un véhicule comprenant un châssis, au moins un essieu mécanique lié à des roues mécaniques et au moins un essieu porteur lié à des roues porteuses, et un moteur primaire entraînant en rotation le l'essieu mécanique, ledit véhicule comprenant en outre au moins deux appareils hydrauliques configurés de manière à réaliser de manière sélective une assistance hydraulique pour l'entraînement des roues porteuses,
le système d'engagement de l'assistance hydraulique comportant :
- au moins un capteur adapté pour mesurer la vitesse de rotation de l'essieu mécanique ;
- au moins un capteur adapté pour mesurer la vitesse de rotation de l'essieu porteur ;
un calculateur configuré pour engager l'assistance hydraulique, lorsqu'une des conditions suivantes est remplie :
- la consigne d'accélération dépasse un seuil prédéfini, alors que la vitesse de rotation de l'essieu porteur est inférieure à une vitesse seuil prédéfinie ;
- la consigne d'accélération est inférieure à un seuil prédéfini ou la variation de la consigne d'accélération est inférieure à un seuil prédéfini négatif, alors que la différence entre la vitesse de rotation de l'essieu mécanique et celle de l'essieu porteur est supérieure à un seuil prédéfini ;
- la consigne de frein est supérieure à un seuil prédéfini.
Le système d'engagement de l'assistance hydraulique selon la revendication précédente, comportant :
- un capteur sur chacune des deux roues de l'essieu mécanique adapté pour mesurer la vitesse de rotation de la roue de l'essieu mécanique ;
- un capteur sur chacune des deux roues de l'essieu porteur adapté pour mesurer la vitesse de rotation de la roue de l'essieu porteur ;
la vitesse de rotation de l'essieu mécanique étant définie comme la moyenne entre les vitesses de rotation des deux roues de l'essieu mécanique, la vitesse de rotation de l'essieu porteur étant définie comme la moyenne entre les vitesses de rotation des deux roues de l'essieu porteur. L'invention propose également un véhicule comprenant un châssis, au moins un essieu mécanique lié à des roues mécaniques et au moins un essieu porteur lié à des roues porteuses, et un moteur primaire entraînant en rotation le l'essieu mécanique, ledit véhicule comprenant en outre au moins deux appareils hydrauliques configurés de manière à réaliser de manière sélective une assistance hydraulique pour l'entraînement des roues porteuses, le véhicule comportant en outre une commande d'accélération définissant une consigne d'accélération, et une commande de freinage définissant une consigne de frein, et un système d'engagement de l'assistance hydraulique tel que décrit plus haut.
L'un des deux appareils hydrauliques est monté sur l'essieu porteur et l'autre sur l'essieu mécanique, et étant chacun liés en rotation d'une part au châssis, et d'autre part audit essieu porteur et mécanique respectivement, et étant configurés de manière à ce que leur mise en service réalise un entraînement des roues de l'essieu porteur par prélèvement du couple appliqué à l'essieu mécanique.
Le véhicule comporte un appareil hydraulique monté sur chacune des roues de l'essieu porteur, les appareils hydrauliques étant chacun liés en rotation d'une part au châssis, et d'autre part à une roue porteuse, et un autre appareil hydraulique entraîné par le moteur thermique, les appareils hydrauliques étant configurés de manière à ce que, lorsque l'assistance est engagée, l'appareil hydraulique entraîné par le moteur thermique envoie du couple d'assistance par voie hydraulique aux appareils hydrauliques monté sur chacune des roues de l'essieu porteur.
L'essieu porteur est un essieu avant directeur, l'essieu mécanique étant un essieu arrière.
PRESENTATION DES FIGURES
D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 présente schématiquement un exemple de circuit d'assistance hydraulique équipé d'un système d'engagement selon un aspect de l'invention,
- la figure 2 présente schématiquement un autre exemple de circuit d'assistance hydraulique équipé d'un système d'engagement selon un aspect de l'invention,
DESCRIPTION DETAILLEE
La figure 1 présente schématiquement un exemple de circuit d'assistance.
On représente schématiquement sur cette figure une structure de véhicule comprenant un châssis, un essieu mécanique 14 et un essieu porteur 24, chacun des essieux portant deux roues, respectivement 12, 13, 22 et 23. L'essieu mécanique 14 est lié à un moteur primaire M, typiquement un moteur thermique, par l'intermédiaire d'un embrayage 2 et d'une boîte de vitesse 3 assurant ainsi son entraînement. Une ligne d'arbre de transmission relie la boite de vitesse aux roues. L'essieu mécanique constitue donc un essieu à transmission mécanique.
L'essieu porteur n'est pas raccordé mécaniquement au moteur thermique M. Il constitue essentiellement un essieu à roues porteuses lorsque l'assistance n'est pas engagée.
Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, chacun des essieux mécanique 14 et porteur 24 comprennent un différentiel, respectivement 11 et 21, permettant de faire tourner les roues d'un même essieu à des vitesses de rotation distinctes, notamment en cas de virage ou de perte d'adhérence de l'une des roues.
La structure d'un différentiel est bien connue et ne sera pas reprise en détail ici. On comprend toutefois bien le fonctionnement d'un tel appareil, qui permet de transmettre un couple d'entrée appliqué à un boîtier de différentiel à deux arbres, en l'occurrence deux demi-essieux via des pignons, en permettant aux deux demi-essieux de tourner à des vitesses distinctes. La vitesse de rotation du boîtier du différentiel est égale à la moyenne entre les vitesses de rotation des deux demi-essieux.
Dans le mode de réalisation représenté, chacun des essieux comprend un appareil hydraulique. L'essieu mécanique 14 comprend un appareil hydraulique 20 fonctionnant essentiellement en pompe lié d'une part au châssis, et d'autre part à l'essieu mécanique 14, et l'essieu porteur 24 comprend un appareil hydraulique 20 fonctionnant essentiellement en moteur lié d'une part au châssis, et d'autre part à l'essieu porteur 24.
Un véhicule équivalent peut être créé en n'utilisant pas de différentiel sur l'essieu porteur 24, mais en attribuant à chaque roue 22 23 un moteur hydraulique 20.
La combinaison de deux appareils hydrauliques 10, 20 permet de prélever du couple de traction sur un essieu mécanique 14 et de le transférer sur un essieu porteur 24, ce qui permet de transformer un véhicule à deux roues motrices en véhicule quatre roues motrices.
Dans la suite du texte, on se référera à un appareil hydraulique monté sur un essieu donné, étant alors entendu que le rotor de cet appareil hydraulique est lié en rotation à cet essieu, tandis que le stator de l'appareil hydraulique est lié au châssis fixe du véhicule.
Ces deux appareils hydrauliques 10 et 20 sont liés par des conduits hydrauliques de manière à ce que l'un fonctionne en tant que pompe de manière à générer un débit et ainsi alimente l'autre qui fonctionne alors en tant que moteur.
Ces deux appareils hydrauliques 14 et 24 sont typiquement des appareils hydrauliques réversibles de type à pistons radiaux bien connus de l'homme de l'art, pouvant alterner entre une configuration de roue libre et une configuration de service, par exemple par rétractation des pistons dans leurs logements respectifs, ou par désengagement du bloc-cylindres de manière à avoir une cylindrée nulle. Les appareils hydrauliques peuvent présenter un fonctionnement de pompe ou de moteur, selon la nature de leur alimentation, c'est-à-dire en fonction du sens de circulation du fluide, et en fonction des pressions qui s'établissent dans les lignes. Le sens de circulation et les pressions sont liés au sens de rotation des roues, et aux couples qui s'y exercent. Un appareil hydraulique est réversible, et peut donc alterner entre ces deux fonctionnements si la nature de son alimentation varie.
Un appareil hydraulique auquel on applique un couple en entrée, par exemple au moyen d'un arbre, va ainsi générer un débit et donc fonctionner en tant que pompe.
A l'inverse, un appareil hydraulique auquel on applique un débit va générer un couple, et fonctionner en tant que moteur.
Un tel appareil hydraulique peut donc présenter deux sens de rotation, et également fournir un couple positif ou négatif, ce qu'on désigne parfois par fonctionnement à quatre quadrants.
Un exemple de structure d'appareil hydraulique pouvant être mis en service ou désengagé par engagement ou désengagement du bloc cylindres comprend deux ensembles mobiles en rotation l'un par rapport à l'autre :
- un premier ensemble défini par le carter, et
- un second ensemble défini par l'arbre, lesdits premier et second ensembles étant libres en rotation l'un par rapport à l'autre.
Le bloc cylindres est monté libre en rotation par rapport auxdits premier et second ensembles. La came est liée en rotation à l'un ou l'autre de ces ensembles. Un actionneur non représenté permet de réaliser de manière sélective une immobilisation du bloc cylindres par rapport à l'autre desdits premier ou second ensembles, de sorte que le bloc cylindres et la came soient chacun liés en rotation à un ensemble distinct, ce qui réalise la mise en service de l'appareil hydraulique. Les deux appareils hydrauliques 10 et 20 étant chacun montés sur un essieu, ils tournent à une vitesse intermédiaire entre la vitesse des roues de cet essieu, la vitesse entre les roues d'un même essieu pouvant être différente du fait du différentiel.
Plus précisément, en considérant l'essieu mécanique 14 ; le différentiel 11 divise cet essieu mécanique 14 en deux demi- essieux 15 et 16, sur lesquels sont respectivement montées les roues 12 et 13.
Le premier appareil hydraulique 10 est lié au boîtier du différentiel 11 et a aux deux demi-essieux 15 et 16
De la même manière, l'essieu porteur 24 est divisé en deux demi- essieux 25 et 26 par le différentiel 21, ces essieux portant respectivement les roues 22 et 23. Le second appareil hydraulique 24 est lié au boîtier du différentiel 21 de cet essieu porteur 24 et aux deux demi-essieux 25 et 26.
Les appareils hydrauliques 10 et 20 sont typiquement des appareils hydrauliques à pistons radiaux comprenant chacun :
- une glace de distribution et une came multilobes définissant un premier ensemble,
- un bloc cylindres définissant un second ensemble,
l'un desdits ensembles étant monté fixe en rotation par rapport au boîtier de différentiel, et l'autre desdits ensembles étant monté tournant par rapport au boîtier de différentiel de manière à permettre l'entraînement en rotation du boîtier de différentiel par ledit appareil hydraulique. Avantageusement, les moteurs du type a piston radiaux et came multilobe sont placés de manière à tourner globalement à la vitesse des roues, ou à la vitesse de la cage d'un différentiel qui tourne à la vitesse moyenne des deux roues d'un même essieu. Cependant, on peut envisager également des systèmes similaires avec des moteurs liés aux deux roues d'un même essieu porteur, sans différentiel ; Il est également envisageable, bien que ce ne soit pas la solution préférée pour des moteurs a came multilobes, d'avoir un étage de réduction ou de multiplication entre les roues et les moteurs.
Les deux appareils hydrauliques 10 et 20 ont avantageusement la même cylindrée, afin que les roues des différents essieux tournent sensiblement à la même vitesse.
La cylindrée des appareils hydrauliques est toutefois adaptée afin de prendre en compte les pertes et fuites ; leurs cylindrées diffèrent donc par exemple de l'ordre de quelques pourcents.
Afin d'illustrer le fonctionnement, on considère la configuration dans laquelle le moteur primaire M entraine l'essieu mécanique 10, et les deux appareils hydrauliques sont en configuration de roue libre. Seul l'essieu mécanique 14 entraine les roues qui sont donc les seules roues motrices du véhicule.
Dans l'exemple présenté, en considérant que l'essieu porteur 24 est l'essieu avant directeur, cette configuration est donc celle d'un véhicule à propulsion.
La structure présentée sur la figure 1 peut de plus être adaptée sur un véhicule ayant plus de deux essieux.
De manière plus générale, en considérant un montage avec un essieu mécanique et N-l essieux porteurs comprenant chacun un appareil hydraulique, l'appareil hydraulique de l'essieu mécanique a une cylindrée sensiblement égale à 1 + (NxE) et chacun des appareils hydrauliques des essieux porteurs a une cylindrée égale à 1/(N-1), E représentant la valeur des pertes et fuites estimées pour un appareil hydraulique monté sur un essieu porteur.
Les appareils hydrauliques utilisés peuvent ainsi être à cylindrée variable pilotée de manière à ce que leurs cylindrées respectives soient adaptées de manière à ce que la somme des cylindrées des appareils hydrauliques fonctionnant en tant que pompe soit sensiblement égale à la somme des cylindrées des appareils hydrauliques fonctionnant en tant que moteur aux pertes et fuites près, ou à cylindrée fixe. La structure de véhicule ainsi présentée permet de réaliser une assistance hydraulique, en prélevant un couple sur un essieu mécanique d'un véhicule et en transmettant ce couple sur un autre essieu sur lequel est réalisée l'assistance hydraulique. La structure de véhicule présentée sur la figure 1 correspond par exemple à une transmission de type propulsion, avec des roues directrices avant et des roues motrices arrière, pouvant basculer en transmission intégrale via l'assistance hydraulique.
On comprend bien que la structure présentée s'adapte également à des transmissions de type traction comprenant des roues avant motrices et directrices, ou avec des roues avant motrices et des roues arrière directrices, ou encore à une transmission de type propulsion avec des roues arrière motrices et directrices. Par exemple, pour un véhicule en traction avant, l'essieu mécanique 14 deviendrait directeur, et du coté avant du véhicule, tandis que et l'essieu porteur 24 serait à l'arrière et non directeur. II est également possible d'appliquer l'invention à un circuit différent, comme illustré sur la figure 2.
La figure 2 présente une structure conventionnelle de camion à 6 roues départies sur trois essieux :
- un essieu mécanique 14 comprenant un différentiel 11 entraîné en rotation par une boite de vitesse 3 couplée à un moteur primaire M via un embrayage 2,
- un essieu avant directeur 24 comprenant deux roues porteuses 22 et 23,
- un essieu porteur arrière 64 comprenant un différentiel 61 et deux roues 62 et 63.
Le véhicule comporte en outre un appareil hydraulique 10 entraînée directement ou indirectement par le moteur thermique M, et envoyant du couple d'assistance par voie hydraulique aux roues d'un essieu porteur assisté équipées d'appareils hydrauliques 20 fonctionnant en mode moteur. L'essieu porteur assisté peut être directeur ou non. L'essieu assisté peut être l'essieu avant directeur 24 ou essieu porteur arrière 64. On peut également assister l'essieu 24 et l'essieu 64 en même temps.
D'une manière générale, la pompe doit être entraînée en rotation par un mouvement prélevé dans la chaîne de transmission mécanique, entre le moteur thermique M et une roue entraînée mécaniquement. L'appareil hydraulique 10 fonctionne comme une pompe est entraînée par le moteur thermique, préférentiellement par une prise de force ou PTO (Power take Off) . Cependant, il peut également être entraînée par une prise de force liée à la boite de vitesse. Dans ce cas, l'appareil hydraulique lOpeut être liée à un arbre tournant proportionnellement à la vitesse du moteur thermique, ou à un arbre tournant proportionnellement à la vitesse des roues. Un embrayage peut être prévu pour désaccoupler mécaniquement l'appareil hydraulique 10. L'appareil hydraulique lOpeut être à cylindrée fixe ou variable. Cette architecture est par exemple utilisée pour les véhicules utilitaires, les bus ou les camions, ou les remorques tractées.
De tels dispositifs sont notamment utilisés en assistance sur un véhicule, pour permettre en cas de besoin d'actionner le moteur hydraulique comme moteur d'appoint ou d'assistance, dans des conditions de déplacement difficiles du véhicule comme un sol glissant, une forte pente, etc. Le moteur hydraulique 20 est généralement agencé sur un essieu du véhicule dont les roues ne sont pas motrices dans le mode normal d'avance du véhicule ; aussi, lorsque le dispositif de transmission hydraulique est activé, le véhicule dispose de roues motrices supplémentaires.
Avantageusement, les appareils hydrauliques sont du type à pistons radiaux et came multilobe et sont placés de manière à tourner à la vitesse des roues. Cependant, on peut envisager également des systèmes similaires avec un moteur unique lié à la vitesse de la cage d'un différentiel qui tourne à la vitesse moyenne des deux roues d'un même essieu porteur. Il est également envisageable, bien que ce ne soit pas la solution préférée pour des moteurs à came multilobes, d'avoir un étage de réduction ou de multiplication entre les roues et les moteurs.
Les deux appareils hydrauliques 10 sont typiquement des appareils hydrauliques réversibles de type à pistons radiaux bien connus de l'homme de l'art, pouvant alterner entre une configuration de roue libre et une configuration de service, par exemple par rétractation des pistons dans leurs logements respectifs, ou par désengagement du bloc-cylindres de manière à avoir une cylindrée nulle
Les moteurs hydrauliques 20 présentant une configuration de roue libre, c'est-à-dire une configuration dans laquelle l'appareil hydraulique fonctionne sans pression de fluide et où les pistons ne sont pas en contact avec la came. A cette configuration de roue libre s'oppose la configuration de travail, dans laquelle les pistons sont au contact de la came, et l'appareil hydraulique fonctionne avec une pression de fluide.
Les moteurs hydrauliques 20 sont en configuration de roue libre lorsque la transmission hydraulique additionnelle n'est pas sollicitée, et passe en configuration de travail lorsqu'elle est sollicitée.
Ce passage de la configuration de roue libre à la configuration de travail est réalisé par une sortie des pistons, qui sont au contact de la came, ou plus précisément leurs extrémités libres sont placées au contact de la came. Ce passage de la configuration de roue libre à la configuration de travail est communément appelé crabotage. L'utilisation d'appareils hydrauliques pouvant être mis en service ou désengagés par engagement ou désengagement du bloc cylindres est également possible. Le véhicule comporte en outre une commande de direction 4, tel qu'un volant, définissant une consigne d'angle c_d'angle, une commande d'accélération 5, tel qu'une pédale d'accélération, définissant une consigne d'accélération, et une commande de freinage 6, tel qu'une pédale de frein, définissant une consigne de frein.
La consigne d'accélération peut être définie comme la position de la pédale d'accélération ou comme la variation de la position de la pédale d'accélération. Le véhicule comporte un système d'engagement de l'assistance hydraulique comportant un calculateur 9. Le calculateur 9 est relié au volant 4 et reçoit la consigne d'angle c_angle. Le calculateur 9 est relié à la pédale d'accélération 5 et reçoit la consigne d'accélération. Le calculateur 9 est relié à la pédale de frein 6 et reçoit la consigne de freinage.
Le calculateur 9 est configuré pour engager l'assistance hydraulique lorsqu'une des conditions suivantes est remplie :
- la consigne d'accélération dépasse un seuil prédéfini, alors que la vitesse de rotation de la roue porteuse 22, 23 est inférieure à une vitesse seuil prédéfinie ; cette condition correspondant à la situation dans laquelle on est à l'arrêt et on souhaite démarrer ;la différence entre la vitesse entre une roue mécanique 12, 13 et celle d'une roue porteuse 22, 23 est supérieure à un seuil prédéfini ou tenant compte de la donnée d'entrée d'angle c_d'angle, et/ou de la vitesse du train porteur ;
- la consigne d'accélération est inférieure à un seuil prédéfini, alors que la différence entre la vitesse de rotation d'une roue porteuse 22, 23 et celle d'une roue mécanique 12, 13 est supérieure à un seuil prédéfini ; cette condition correspond par exemple à un véhicule en retenue en descente, dont les roues porteuses vont plus vite que les roues mécanique permettant ainsi de générer un couple de freinage plutôt qu'un couple de traction ;
- la consigne de frein est supérieure à un seuil prédéfini.
La vitesse du train porteur est considérée comme étant le vitesse la plus proche de celle du véhicule.
Le calculateur 9 peut être configuré pour vérifier successivement l'ensemble de ces conditions ou pour en vérifier seulement quelques-unes.
Pour éviter d'engager l'assistance de manière inopportune, on peut n'engager l'assistance que si l'une des conditions est vérifiée pendant une durée prédéfinie, typiquement 0.2s.
Dans un mode de réalisation, l'assistance hydraulique est engagée au démarrage du véhicule.
A cet effet, le procédé d'engagement de l'assistance hydraulique comporte des étapes de :
- mesure de la vitesse de rotation d'au moins une roue mécanique 12, 13 ;
- comparaison de la consigne d'accélération avec un seuil prédéfini, choisi par le constructeur ; - comparaison de la vitesse de rotation de l'essieu mécanique 14 avec un seuil prédéfini, en particulier ce seuil prédéfini peut être la valeur nulle;
- engagement de l'assistance hydraulique si la consigne d'accélération est supérieure au seuil prédéfini, alors que la vitesse de rotation de l'essieu mécanique 14 est inférieure ou égale au seuil prédéfini .
A cet effet, des capteurs de vitesse de rotation 17 sont placés sur les roues mécaniques 12, 13. Ces capteurs de vitesse de rotation des roues peuvent notamment être ceux du système anti-blocage des roues (ABS).
En particulier, la vitesse de rotation de l'essieu mécanique 14 peut être définie comme la moyenne entre les vitesses de rotation des deux roues de l'essieu mécanique 14.
Si la boite de vitesse 3 est manuelle, le procédé d'engagement de l'assistance hydraulique peut en outre comporter une étape d'acquisition de l'état de la boite de vitesse 3, l'assistance hydraulique étant engagée si la consigne d'accélération est supérieure au seuil prédéfini, que la vitesse de rotation de la roue mécanique est inférieure ou égale au seuil prédéfini, et qu'une vitesse est engagée.
L'assistance hydraulique est désengagée si la vitesse de rotation de la roue de l'essieu porteur 24 devient supérieure à un seuil prédéfini, et que la consigne d'accélération dépasse un seuil prédéfini, ce qui correspond à une situation de non patinage. En revanche si une nouvelle condition d'engagement est détectée est détecté, l'assistance hydraulique n'est pas désengagée.
De manière classique, la pédale d'accélération 5 commande la force ou la vitesse d'entraînement du moteur M. Un changement de position de la pédale d'accélération 5 par rapport à sa position de départ, entraîné par une force d'actionnement correspondante à l'encontre d'une force de rappel, provoque une augmentation de la force d'entraînement du moteur M. La force de rappel du ressort de rappel ramène la pédale d'accélération 5 vers sa position de départ lors du relâchement de la force d'actionnement.
En cas de relâchement important de la force d'actionnement, le moteur M fournit un couple résistant, appelé frein moteur, d'autant plus fort que la vitesse engagée est petite et que le relâchement de la force d'actionnement est important.
Dans un mode de réalisation, le procédé d'engagement de l'assistance hydraulique comporte des étapes de :
- mesure de la vitesse de rotation d'au moins une roue 12, 13 de l'essieu mécanique 14 et d'une roue 22, 23 de l'essieu porteur 24;
- acquisition de la consigne d'accélération ;
- comparaison de la consigne d'accélération avec un seuil prédéfini, choisi par le constructeur, comparaison de la différence entre la vitesse de rotation de de l'essieu mécanique 14 et celle de l'essieu porteur 24 avec un seuil prédéfini, choisi par l'constructeur ;
- engagement de l'assistance hydraulique si la consigne d'accélération est inférieure à un seuil prédéfini, alors que la différence entre la vitesse de rotation de la roue de l'essieu mécanique 14 et celle de la roue de l'essieu porteur 24 est supérieure à un seuil prédéfini.
A cet effet, des capteurs de vitesse de rotation 17 sont placés sur les roues mécanique 12, 13 et des capteurs de vitesse de rotation 27, placés sur les roues porteuses 22, 23. Ces capteurs de vitesse de rotation des roues peuvent notamment être ceux du système antiblocage des roues (ABS). L'assistance hydraulique est désengagée lorsqu'une des conditions suivantes est détectée :
- la différence entre la vitesse de rotation de la roue de l'essieu mécanique 14 et celle de la roue de l'essieu porteur 24 devient inférieure à un seuil prédéfini, ledit seuil prédéfini étant inférieur au seuil au-delà duquel l'assistance est engagée ;
- la consigne d'accélération est supérieure à un seuil prédéfini supérieur au seuil d'engagement. En revanche si un patinage est détecté, l'assistance hydraulique n'est pas désengagée.
Dans un mode de réalisation, l'assistance hydraulique est engagée en cas de freinage important.
A cet effet, le procédé d'engagement de l'assistance hydraulique comporte des étapes de :
- acquisition de la consigne de frein ;
- comparaison de la consigne de frein avec un seuil prédéfini ;
- engagement de l'assistance hydraulique si la consigne de frein est supérieure à un seuil prédéfini. L'engagement de l'assistance hydraulique peut avoir lieu au moment où on détecte que la consigne de frein est supérieure à un seuil prédéfini . L'assistance hydraulique peut également être engagée si le système anti-blocage des roues (ABS) est engagé.
L'assistance hydraulique est désengagée lorsqu'une des conditions suivantes est détectée :
- la consigne de frein devient inférieure à un seuil prédéfini inférieur au seuil d'engagement de l'assistance ;
- l'ABS est désengagé.
Pour engager l'assistance hydraulique, le calculateur 9 commande la mise en service des deux appareils hydrauliques 10 et 20, typiquement par sortie des pistons de leurs logements dans le cas d'appareils hydrauliques à pistons radiaux rétractables.
Dans le mode de réalisation illustré par la figure 1, le premier appareil hydraulique 10 est alors entraîné par l'essieu mécanique 14, et plus particulièrement par le boîtier du différentiel 11 de l'essieu mécanique 14 et fonctionne lors de la traction en tant que pompe hydraulique, pour délivrer un débit qui alimente le second appareil hydraulique 20 qui fonctionne alors en tant que moteur hydraulique, et entraine ainsi en rotation le boîtier du différentiel 21 de l'essieu porteur 24
On obtient ainsi une transmission intégrale sur le véhicule, en prélevant un couple sur l'essieu mécanique 14 et en transmettant ce couple sur l'essieu porteur 24 via les appareils hydrauliques 10 et 20. Dans le mode de réalisation illustré par la figure 2, la pompe hydraulique 10 entraînée par le moteur thermique M, envoie du couple d'assistance par voie hydraulique aux roues porteuses 22, 23 équipées de moteurs hydrauliques 20.
Pour désengager l'assistance hydraulique, le calculateur 9 commande le basculement des appareils hydrauliques 10 et 20 en configuration de roue libre, par exemple par rétractation de leurs pistons dans les logements respectifs de leurs blocs cylindres.
De plus, lors d'un freinage, un couple négatif est appliqué sur l'essieu mécanique 14. Le fonctionnement des appareils hydrauliques est alors inversé ; l'appareil hydraulique 10 de l'essieu 14 a un fonctionnement de moteur, tandis que l'appareil hydraulique 20 de l'essieu 24 a un fonctionnement de pompe, ce qui permet une synchronisation des essieux au freinage, par report du couple de freinage L'invention peut être réalisée au moyen d'un calculateur 9 contenant un algorithme ayant comme paramètres, les vitesses de rotation mesurées, la consigne d'accélération, la consigne de freinage, et la consigne d'angle c_d'angle. Le même calculateur contenant l'algorithme peut équiper des véhicules variés. L'utilisateur ou le constructeur du véhicule peut en outre définir d'autres paramètres, en fonction de la géométrie du véhicule, de son emploi, et du type de réaction du véhicule qu'il souhaite obtenir. Les paramètres sont suffisants pour engager et désengager l'assistance de manière satisfaisante, c'est-à-dire assez tôt, mais pas de manière intempestive, que le véhicule roule en ligne droite ou non, sur l'ensemble de la plage de vitesse d'utilisation du système
Le système d'engagement peut en outre comporter une interface homme machine 30 présentant une commande permettant d'activer ou non l'assistance, l'algorithme déclenchant l'assistance si la condition d'engagement est remplie uniquement si l'assistance est activée. L'interface homme machine 30 peut en outre comporter une commande pour forcer l'engagement de l'assistance même quand la condition d'engagement n'est pas remplie. Ce mode est appelé « assistance permanente ».
Le système d'engagement peut en outre être programmé pour désengager l'assistance lorsqu'un seuil de vitesse moyenne maximale est atteint. En effet, pour chaque véhicule équipé d'une assistance hydrostatique, en fonction en particulier des moteurs, de la pompe et du diamètre des roues choisis, on peut déterminer une vitesse maximale à partir de laquelle il n'est pas souhaitable de conserver l'assistance en état engagé. En effet, certains composants de l'assistance, comme les moteurs hydrauliques, ou les pompes, présentent des risques de fonctionnement lorsqu'un seuil de vitesse moyenne est atteint. Par exemple, les pompes et les moteurs ne doivent pas fonctionner au-dessus d'un débit maximum, la prise de force ne doit pas fonctionner au-dessus d'une puissance maximale. Il est donc utile de prévoir une vitesse moyenne à ne pas dépasser pour l'assistance, à partir de laquelle il faut la désengager. Cette consigne peut consister en un paramètre supplémentaire à saisir par le constructeur. La condition d'engagement de l'assistance peut en outre prendre en compte la température du système hydraulique.
Le système d'engagement 1 comporte alors au moins un capteur de température 8 adapté pour mesurer la température du système hydraulique. Par exemple, si on roule en mode « assistance permanente », mais que le système hydraulique devient trop chaud, l'algorithme bascule sur le mode de fonctionnement normal « calcul de glissement » pour éviter un échauffement inutile du système hydraulique. En revanche, par temps très froid, on peut choisir le mode « assistance permanente » tant que le système hydraulique n'est pas parvenu à une température suffisante. Le système d'engagement 1 peut passer d'un mode de fonctionnement à un autre, en fonction de la température extérieure, pendant que le véhicule roule.
On peut définir plusieurs système de constantes paramétrables correspondants à différents modes: Par exemple un mode « sportif », dans lequel le seuil de déclenchement de l'assistance est plus faible et où par conséquent l'assistance est plus facilement engagée, et un mode « 4x4 économique » dans lequel le seuil de déclenchement de l'assistance est plus élevé et où par conséquent l'assistance sera moins facilement engagée.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d'engagement de l'assistance hydraulique dans un véhicule comprenant un châssis, au moins un essieu mécanique ( 14) lié à des roues mécaniques ( 12, 13) et au moins un essieu porteur (24) lié à des roues porteuses (22, 23), et un moteur primaire (M) entraînant en rotation l'essieu mécanique ( 14), ledit véhicule comprenant en outre au moins deux appareils hydrauliques ( 10, 20)) configurés de manière à réaliser de manière sélective une assistance hydraulique pour l'entraînement des roues porteuses (22, 23), et une commande d'accélération (5) définissant une consigne d'accélération, et une commande de freinage (6) définissant une consigne de frein,
le procédé d'engagement de l'assistance hydraulique comportant des étapes de :
- mesure de la vitesse de rotation de l'essieu mécanique ( 14) et de l'essieu porteur (24) ;
- acquisition de la consigne d'accélération ;
- engagement de l'assistance hydraulique lorsque la consigne d'accélération est inférieure à un seuil prédéfini, alors que la différence entre la vitesse de rotation de l'essieu porteur (24) et celle de l'essieu mécanique ( 14) est supérieure à un seuil prédéfini .
2. Procédé d'engagement de l'assistance hydraulique selon la revendication 1, la consigne d'accélération est définie comme la position d'une pédale d'accélération.
3. Procédé d'engagement de l'assistance hydraulique selon la revendication 1, la consigne d'accélération est définie comme la variation de la position d'une pédale d'accélération.
4. Procédé d'engagement de l'assistance hydraulique selon l'une des revendications précédentes, le procédé d'engagement de l'assistance hydraulique comportant en outre des étapes de :
- acquisition de la consigne de frein ;
- comparaison de la consigne de frein avec un seuil prédéfini ;
- engagement de l'assistance hydraulique si la consigne de frein est supérieure à un seuil prédéfini.
5. Procédé d'engagement de l'assistance hydraulique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'assistance hydraulique est engagée si l'une des conditions d'engagement est détectée pendant une durée prédéterminée.
6. Système d'engagement de l'assistance hydraulique dans un véhicule comprenant un châssis, au moins un essieu mécanique (14) lié à des roues mécaniques (12, 13) et au moins un essieu porteur (24) lié à des roues porteuses (22, 23), et un moteur primaire (M) entraînant en rotation le l'essieu mécanique (14), ledit véhicule comprenant en outre au moins deux appareils hydrauliques (10, 20)configurés de manière à réaliser de manière sélective une assistance hydraulique pour l'entraînement des roues porteuses (22, 23), le système d'engagement de l'assistance hydraulique comportant :
- au moins un capteur (17) adapté pour mesurer la vitesse de rotation de l'essieu mécanique (14);
- au moins un capteur (27) adapté pour mesurer la vitesse de rotation de l'essieu porteur (24);
un calculateur (3) configuré pour engager l'assistance hydraulique, lorsqu'une des conditions suivantes est remplie :
- la consigne d'accélération dépasse un seuil prédéfini, alors que la vitesse de rotation de l'essieu porteur (24) est inférieure à une vitesse seuil prédéfinie ;
- la consigne d'accélération est inférieure à un seuil prédéfini ou la variation de la consigne d'accélération est inférieure à un seuil prédéfini négatif, alors que la différence entre la vitesse de rotation de l'essieu mécanique (14) et celle de l'essieu porteur (24) est supérieure à un seuil prédéfini ;
- la consigne de frein est supérieure à un seuil prédéfini.
7. Système d'engagement de l'assistance hydraulique selon la revendication précédente, comportant :
- un capteur (17) sur chacune des deux roues de l'essieu mécanique (14) adapté pour mesurer la vitesse de rotation de la roue de l'essieu mécanique (14);
- un capteur (27) sur chacune des deux roues de l'essieu porteur (24) adapté pour mesurer la vitesse de rotation de la roue de l'essieu porteur (24) ;
la vitesse de rotation de l'essieu mécanique (14) étant définie comme la moyenne entre les vitesses de rotation des deux roues de l'essieu mécanique (14), la vitesse de rotation de l'essieu porteur (24) étant définie comme la moyenne entre les vitesses de rotation des deux roues de l'essieu porteur (24).
8. Véhicule comprenant un châssis, au moins un essieu mécanique (14) lié à des roues mécaniques (12, 13) et au moins un essieu porteur (24) lié à des roues porteuses (22, 23), et un moteur primaire (M) entraînant en rotation le l'essieu mécanique (14), ledit véhicule comprenant en outre au moins deux appareils hydrauliques (10, 20)configurés de manière à réaliser de manière sélective une assistance hydraulique pour l'entraînement des roues porteuses (22, 23), le véhicule comportant en outre une commande d'accélération (5) définissant une consigne d'accélération, et une commande de freinage (6) définissant une consigne de frein, et un système d'engagement de l'assistance hydraulique selon l'une des revendications 5 ou 6.
9. Véhicule selon la revendication 8, l'un des deux appareils hydrauliques (10) étant monté sur l'essieu porteur (24) et l'autre (20) sur l'essieu mécanique (14), et étant chacun liés en rotation d'une part au châssis, et d'autre part audit essieu porteur (24) et mécanique (14) respectivement, et étant configurés de manière à ce que leur mise en service réalise un entraînement des roues de l'essieu porteur (24) par prélèvement du couple appliqué à l'essieu mécanique
(14).
10. Véhicule selon la revendication 8, comportant un appareil hydraulique (20) monté sur chacune des roues (22, 23) de l'essieu porteur (24), les appareils hydrauliques (20) étant chacun liés en rotation d'une part au châssis, et d'autre part à une roue porteuse (22, 23), et un autre appareil hydraulique (10) entraîné par le moteur thermique (M), les appareils hydrauliques (10, 20) étant configurés de manière à ce que, lorsque l'assistance est engagée, l'appareil hydraulique (10) entraîné par le moteur thermique (M) envoie du couple d'assistance par voie hydraulique aux appareils hydrauliques (20) monté sur chacune des roues (22, 23) de l'essieu porteur (24).
11. Véhicule selon l'une des revendications 8 à 10, dans lequel l'essieu porteur (24) est un essieu avant directeur, l'essieu mécanique (14) étant un essieu arrière.
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