Brevet FR2640558A1 — publié le 19900622

L'invention concerne un procédé pour un en- traînement hydraulique auxiliaire de roues sur un véhi- cule, en plus de la commande de roues motrices princi- pales par un moteur à combustible (carburant), par l'intermédiaire d'un convertisseur de couple et d'une boite de vitesses, avec des moteurs de roues avant ali- mentés par une pompe réglable sous l'effet d'une com- mande automatisée d'un circuit de travail hydraulique fermé et avec une pompe de réglage et de commande égale- ment entraînée, de façon directe, par le moteur à com- bustible, procédé dans lequel, en superposition par rap- port à la commande du débit du liquide de travail, la pression du liquide de travail est réglée selon l'allure de fonctions mémorisées électroniquement dans un géné- rateur de fonctions et pouvant être appelées suivant le rapport NAE de la vitesse de rotation de sortie du convertisseur NA ou de la boite de vitesses NAG à la vitesse de rotation d'entrée du convertisseur NE. On connait déjà un procédé pour la commande ou le contrôle d'un entraînement hydrostatique pour les roues avant d'un véhicule, comprenant une transmission mécanique, hydrodynamique ou hydrostatique et un moteur thermique à pistons pour l'entraînement arrière, un dis- positif électronique-électrohydraulique pour le contrôle du couple des roues avant au moyen d'un réglage de pres- sion opéré à l'intérieur de la pompe par le système de réglage de la pression et en fonction de la vitesse de rotation des roues avant et des roues arrière, des cap- teurs de vitesse de rotation coordonnés au moins aux roues arrière, un dispositif électronique comportant éventuellement un organe d'ajustement pour l'agressi- vité, un dispositif pour préfixer le couple, un commuta- teur pour indicateur de direction et une soupape régula- trice de pression raccordée à une pompe hydraulique, procédé dans lequel la vitesse de rotation mesurée des roues arrière est comparée dans le dispcsiti électronique, par un composant présentant une caracté- ristique de commande ajustable, programmée, avec la ca- ractéristique de commande, dans lequel la grandeur de commande pour la soupape régulatrice de pression de la pompe hydraulique, grandeur qui est obtenue par la com- paraison des valeurs de mesure effectuée à chaque fois, est appliquée en tant que courant de commande à la sou- pape pilote de pression de la soupape régulatrice de pression, et la pression dans l'entraînement hydrosta- tique - constitué de la pompe et des moteurs de roues - est réglée en fonction de ce processus (DE-OS 36 20 163). Le contrôle de l'entraînement des roues avant d'un véhicule pour travaux selon le procédé qui vient d'être décrit, a l'inconvénient de nécessiter des moyens considérables. Cependant, ce qui est probablement plus important encore, il ne permet pas une répartition con- trôlée des efforts d'entraînement sur l'essieu avant et l'essieu arrière. On connaît également déjà un procédé pour l'entraînement hydraulique auxiliaire, sélectif, de roues sur un véhicule, en plus de celui de roues motrices principales commandées par un moteur par l'intermédiaire d'un convertisseur de couple ou d'une boîte de vitesses, par la commande automatisée d'un circuit de travail hy- draulique fermé, comprenant des moteurs de roues alimen- tés par une pompe réglable, de même qu'une pompe de ré- glage et de commande entraînée directement par le moteur, procédé dans lequel le débit ou la pression du liquide de travail est commandé par le débit commutable de la pompe de commande, et dans lequel, en superposition par rapport à la commande du débit du liquide de travail, la pression du liquide de travail est réglée d'après l'al- lure d'une fonction préfixée, pouvant être choisie sui- vant le rappcrt de la vitesse de rotation de sortie du moteur à la vitesse de rotation de sortie des étages du convertisseur cu de la transmission (brevet DE 33 61 651). Conformément à un tel procédé de régulation, la pression de travail du circuit de travail est déter- minée par une fonction en gradin préfixée. Ceci a l'in- convénient, en raison du fait que la régulation ne peut pas être accordée finement, que les roues avant, entraî- nées en supplément, tournent plus lentement ou au con- traire plus vite que les roues arrière. Le but de l'invention est d'apporter, par des moyens réduits, un entraînement auxiliaire ou sup- plémentaire des roues avant de véhicules, entraînement qui puisse résister à la fois aux rudes conditions d'ex- ploitation de véhicules pour travaux et permette la ré- partition contrôlée de la charge d'entraînement sur l'essieu avant et l'essieu arrière. A cet effet, selon l'invention, un procédé comme indiqué au début est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend le rajustement proportionnel du couple de l'essieu avant YVA en tant que fraction X% pouvant éte sélectée, par rapport à la traction momen- tanée, calculée de l'essieu arrière, en procédant de telle sorte, en tenant compte de façon complémentaire de facteurs K1 n constants propres au système d'entraî- nement, que le couple de l'essieu arrière MA est repré- senté comme produit instantané des facteurs, d'un côté de la valeur de fonctionnement MAE = f(NAE), en tant que quotient du couple de sortie du convertisseur MA par le couple d'entrée du convertisseur ME et de l'autre côté du couple d'entrée du convertisseur E, représenté d'une part à partir de la valeur de fonctionnement, également mémorisée électroniquement et pouvant être appelée, pro- venant du diagramme caractéristique du couple d'entrée du convertisseur à une vitesse de rotation déterminée, constante, E à N = const (NAE) et, d'autre part, multiplié par le carré du quotient de la vitesse de rotation d'entrée réelle NE par la vi- tesse de rotation constante Nconst choisie, de sorte que: x(NE 2 M = ME à N = const (const E E Nconst et que l'on obtient, en résumé, pour le couple de l'es- sieu arrière: x (E) x MAE NE(,2 MHA = ME à N = const Nconst et que le couple de l'essieu avant est calculé comme suit VA = NA x X%, et. le couple de l'essieu aiant étant commandé de façon connue, avec interposition d'une soupape hydraulique à action proportionnelle, par le circuit de travail hy- draulique. Selon d'autres caractéristiques de l'inven- tion: - le couple de l'essieu avant, mesuré par rapport au couple de l'essieu arrière %A' est préfixé, de façon à pouvoir être sélecté, suivant le rapport de la charge d'appui au sol de l'essieu avant à la charge d'appui au sol de l'essieu arrière; - le couple de l'essieu avant, dérivé comme une fraction du couple de l'essieu arrière calculé, est transformé en un signal électrique pour la valeur de consigne de la pression de commande des moteurs des roues avant, signal qui est appliqué à la soupape à ac- tion proportionnelle; - le sens de marche enclenché, marche avant ou marche arrière, est superposé au signal électriqcue pour la commande de la soupape à action proportionnelle; et - la vitesse de rotation de sortie du con- vertisseur est représentée comme produit de la vitesse de rotation de l'essieu arrière et du numéro d'ordre de la vitesse enclenchée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la descrip- tion qui va suivre d'un exemple de mise en oeuvre non limitatif, ainsi que de la représentation schématique de cet exemple sur la figure unique du dessin annexé. L'exemple représenté part d'un circuit de puissance correspondant à la disposition selon le brevet allemand DE 33 31 651. Le moteur 1, de préférence un moteur thermique, commande, par l'intermédiaire d'un convertisseur de couple 2, comprenant plusieurs étages, et d'une boite de vitesses 3, les roues motrices princi- pales 4 d'un véeicule. Simultanément, le mozteur 1 en- traîne directement, par un arbre, la pompe réglable 5 et la pompe de commande 6. Ces deux éléments d'une com- mande automatisée fonctionnent dans un circuit de travail hydraulique fermé, lequel alimente les moteurs de roues 7 et 8 et fait ainsi tourner les roues 9 et 10 entraînées en supplément. Des embrayages 11 et 12 à commande hy- draulique sont prévus entre les moteurs 7 et 8 et les roues 9 et 10. On voit également sur le dessin que les moteurs de roues sont protégés par deux soupapes limi- tatrices de pression 13, 14. L'angle de commande de la pompe réglable 5 est fixé par l'élément 15 d'ajustement vers le haut et l'élément 16 d'ajustement vers le bas, en fonction de l'alimentation de ces éléments en fluide de pression par une soupape 17 à action proportionnelle. Une soupape de surpression 21 limite la pression de comande à une va- leur fixe ajustable dans le circuit de cozLande. Le même courant de liquide de la zozpe de co.-.ande 6 assue, a travers les clapets antiretour 22 et 23, l'alimentation complémentaire du circuit de travail. Le dispositif décrit jusqu'ici est connu. Selon l'invention, on a prévu, dans le convertisseur de couple, aux points de mesure 28, 29, des capteurs de va- ieur réelle, qui délivrent des signaux pour la vitesse de rotation d'entrée du convertisseur NE et pour la vi- tesse de rotation de sortie du convertisseur NA. Le quo- tient de la vitesse de sortie par la vitesse d'entrée du convertisseur est formé dans un générateur de rapport 25. A l'aide de cette valeur en abscisse, une valeur d'ordonnée MAE peut être appelée du diagramme caracté- ristique stocké dans la mémoire 26 pour la fonction du quotient du couple de sortie du convertisseur MA par le couple d'entrée du convertisseur ME, et ladite valeur d'ordonnée peut être soumise à un traitement consécutif. La détermination du couple d'entrée du con- vertisseur s'opère, da façon connue, à l'aide d'une courbe enregistrée dans la mémoire de fonctions 27 du couple d'entrée du convertisseur mesuré ME, à vitesses de rotation constante NE à l'entrée du convertisseur, en fonction du rapport de la vitesse d'entrée à la vitesse de sortie du convertisseur. La valeur délivrée à chaque fois par la mémoire de fonctions 27, est multipliée, dans un multiplicateur 24, par le carré du quotient de la vitesse de rotation NE à l'entrée du convertisseur par la vitesse constante précitée à l'entrée du conver- tisseur, et est appliquée à un multiplicateur principal 20. Le produit formé dans ce dernier avec la valeur-pré- citée MAE de la sortie de la mémoire 26, représente - en tenant compte de façon complémentaire de facteurs K1 n propres au système, qui sont constants, tout au moins à intervalles constants, pouvant être représentés par la vitesse enclenchée, le rapport de transmission de _5 l'essieu arrière et aussi le rendement de l'entraînement arrière - une mesure, déte_- née par calcul, pour le couple de l'essieu arrière M.. Dans le répartiteur 19, alimenté avec la valeur ainsi obtenue, on peut en tirer, sous la forme d'une fraction en pour cent X%, dont la grandeur peut être choisie, une valeur préfixée pour le couple de l'essieu avant MVA. Dans le régime continu habituel, le rapport de cette fraction, représentant le couple de l'essieu arrière, au couple de l'essieu avant, correspondra au rapport des charges d'appui au sol des essieux concernés, donc à peu près au rapport 1:3. Sous des conditions particulières, par exemple sur des pentes ou s'il y a du verglas, la fraction représentative du couple de l'essieu avant peut cependant être ajustée par le conducteur du véhicule. La valeur préfixée pour le couple de l'essieu avant v.. est transformée, dans un convertisseur 18, Vt% suivant la caractéristique de la soupape à action pro- portionnelle 17, laquelle est en elle-même connue, en signaux électriques de positionnemernt iarrière ou iavant pour l'excitation des entrées d'électrovannes 32, 33. En outre, la soupape à action proportionnelle 17 est reliée hydrauliquement, de façon connue, par les conduites 34, 35, au circuit de travail et, par les liai- sons 36 et 37, à l'élément d'ajustement vers le haut 15 et l'élément d'ajustement vers le bas 16. La soupape 17 est alimentée à partir de la pompe de commande 6 à tra- vers la conduite d'alimentation 38. Une autre possibilité pour représenter la vitesse de rotation de sortie NA consiste, comme indiqué sur le dessin, à multiplier la vitesse de rotation des roues arrière NAG dans un générateur de facteurs 40 par une grandeur caractéristique de la vitesse enclenchée ivitesse et à l'introduire ensuite dans le processus de calcul. La grandeur ivitesse fournit, en outre, par un élément OU 39, l'une ou l'autre de deux informations 30 ou 31 au conver-isseu- 18, suivant que l'essieu arrière est en marche avant ou en marche -:r:r-e. Le dispositif de commande qui vient d'être décrit est réalisable avec des moyens réduits et il per- met la mise en oeuvre avantageuse et de grande sensibi- lité d'un procédé pour l'entrainement auxiliaire ou sup- plémentaire de roues sur un véhicule, avec la possibilité d'ajuster la répartition des efforts d'entraînement. REVENDICATIONS 1. Procédé pour l'entraînement hydraulique auxiliaire de roues (9, 10) sur un véhicule, en plus de la commande de roues motrices principales (4) par un mo- teur (1) à combustible (carburant), par l'intermédiaire d'un convertisseur de couple (2) et d'une boite de vi- tesses (3), avec des moteurs (7, 8) de roues avant ali- mentées par une pompe réglable (5) sous l'effet d'une commande automatisée d'un circuit de travail hydraulique fermé et avec une pompe (6) de réglage et de commande également entraînée, de façon directe, par le moteur à combustible, procédé dans lequel, en superposition par rapport à la commande du débit du liquide de travail, la pression du liquide de travail est réglée selon l'allure de fonctions mémorisées électroniquement dans un généra- rteur (25) de fonctions et pouvant être appelées suivant le rapport NAE de la vitesse de rotation de sortie du convertisseur NA ou de la boite de vitesses NAG à la vi- tesse de rotation d'entrée du convertisseur NE, caracté- risé et ce qu'il comprend le rajustement proportionnel du couple de l'essieu avant MVA en tant que fraction X% pou- vant être sélectée, par rapport à la traction momentanée, calculée, de l'essieu arrière, en procédant de telle sorte, en tenant compte de façon complémentaire de fac- teurs K1 n constants propres au système d'entraînement, que le couple de l'essieu arrière "HA est représenté comme produit instantané des facteurs, d'un côté de la valeur de fonctionnement MAE = f(NAE), en tant que quo- tient du couple de sortie du convertisseur MA par le couple d'entrée du convertisseur ME et de l'autre côté du couple d'entrée du convertisseur ME, représenté d'une part à partir de la valeur de fonctionnement, également mémorisée électroniquement et pouvant être appelée, pro- venant du diagramme caractéristicue du couple d'entrée du convertisseur à une vitesse de rotation déterminée, constante, ME à N = const f(NAE) et, d'autre part, multiplié par le carré du quotient de la vitesse de rotation d'entrée réelle NE par la vitesse de rotation constante Nconst choisie, de sorte que: N N(E 2 ME =ME à N = const (onst E E const et que l'on obtient, en résumé, pour le couple de l'es- sieu arrière: NE MHA =ME à N = const x 2 x AE const et que le couple de l'essieu avant est calculé comme suit VA = A x X%, et le couple de l'essieu avant étant commandé de façon con- nue, avec interposition d'une soupape hydraulique (17) à action proportionnelle, par le circuit de travail hy- draulique. 2. Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le couple de l'essieu avant, mesuré par rapport au couple de l'essieu arrière MA, est préfixé, de façon à pouvoir être sélecté, suivant le rapport de la charge d'appui au sol de l'essieu avant à la charge d'appui au sol de l'essieu arrière. 3. Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le couple de l'essieu avant, dérivé comme une fraction du couple de l'essieu arrière calculé, est transformé en un signal électrique pour la valeur de consigne de la pression de commande des moteurs (7, 8) des roues avant, signal qui est appliqué à la soupape ac tion pro-ortiornnele (17). 4. Procédé selon la revendication 3, caracté- risé en ce que le sens de marche enclenché, marche avant ou marche arrière, est superposé au signal électrique pour la commande de la soupape à action proportionnelle (17). 5. Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la vitesse de rotation de sortie du con- vertisseur (2) est représentée comme produit de la vi- tesse de rotation de l'essieu arrière et du numéro d'ordre de la vitesse enclenchée (ivitesse).