Brevet FR2750746A1 — publié le 19980109

La présente invention concerne une installation à agent pressurisé comme par exemple une installation hydraulique, prévue dans un véhicule, comprenant au moins un dispositif de refoulement d'agent pressurisé, comme par exemple une pompe, et une soupape, comme par exemple une soupape électromagnétique pouvant être commandée par une unité de commande en vue d'une activation d'un appareil de service. La soupape, comme une soupape de commutation, une soupape proportionnelle ou une soupape d'actionnement, commande par exemple une sollicitation en pression d'un appareil de service, la pression du côté de cet appareil étant commandée par une donnée de commande prédéterminable par une unité de commande. Dans des installations à agent pressurisé comportant des soupapes du type défini ci-dessus, il est connu qu'il est possible d'obtenir une réduction d'hystérésis au moyen d'une commande de la soupape avec modulation en largeur d'impulsions (PWM). Egalement il est connu par exemple que, au moyen d'une commande d'une soupape par un signal de commande combiné avec une oscillation, on peut obtenir une réduction d'hystérésis. En outre il est connu une soupape dans laquelle une modification de fréquence est effectuée dans la plage de régulation. Lors de l'utilisation de soupapes dans des installations à agent pressurisé, il intervient généralement des phénomènes d'hystérésis qui peuvent avoir une influence perturbatrice sur le fonctionnement des soupapes. La commande de la soupape par une donnée de commande ayant une fréquence prédéterminée, qui est favorable pour le comportement d'hystérésis, peut à nouveau avoir un effet désavantageux sur les propriétés mécaniques. Lors de l'utilisation d'un signal ayant une fréquence assez basse pour commander la soupape, il peut se produire par exemple un rebondissement sur le siège dans la soupape. Lorsque qu'une fréquence trop grande est choisie pour l'oscillation commandée, le tiroir ou le piston de la soupape ne peut pas suivre la haute fréquence du fait que sa masse est importante et qu'il en résulte par conséquent une grande inertie. L'invention a pour but de perfectionner une installation à agent pressurisé du type précisé ci- dessus, comme par exemple une installation hydraulique pourvue d'une soupape, de telle sorte qu'on obtienne dans tout le domaine de fonctionnement une réduction optimale de l'hystérésis et une élimination de rebondissement sur siège dans la soupape. En outre, le problème consiste à créer une installation à agent pressurisé du type défini ci-dessus, qui puisse être fabriquée d'une façon simple et peu coûteuse. Ce résultat est obtenu conformément à l'invention par le fait que l'unité de commande prédétermine une donnée de commande, comme un courant de commande ou une tension de commande, pour l'activation de la soupape, cette donnée de commande étant produite à partir de deux composantes, une des composantes de la donnée de commande étant modulée à une première fréquence et la seconde composante de la donnée de commande étant modulée à une seconde fréquence. Il peut être judicieux que la première fréquence soit plus grande que la seconde fréquence. En outre il peut être avantageux que la première fréquence soit supérieure, d'un facteur entier, à la seconde fréquence. Cela signifie que la durée de période de la seconde fréquence est un multiple de la durée de période de la première fréquence. En outre il peut être avantageux que l'amplitude de la donnée de commande soit modulable. Egalement il est particulièrement judicieux que la donnée de commande soit une pression pilote de commande ou bien une pression se manifestant après un tiroir, comme un tiroir principal, un piston ou analogue, d'une soupape. Egalement il est avantageux qu'une amplitude d'une pression pilote de commande et/ou d'une pression se manifestant après un tiroir principal d'une soupape soit réglée ou commandée à une valeur prédéterminable. La régulation ou la commande peut être effectuée par une unité électronique, comme une unité de commande, cette unité de commande étant en liaison de transmission de signaux dans l'essentiel avec des capteurs. En outre, il est judicieux conformément au principe de l'invention, qu'au moins un capteur de pression détecte une pression pilote de commande et/ou une pression se manifestant après un tiroir principal et que cette donnée soit utilisée pour une commande ou une régulation d'une amplitude de pression. Il est avantageux que l'amplitude de la donnée de commande ayant la petite ou la grande fréquence soit modulable en fonction d'un courant. Egalement il peut être judicieux que l'amplitude de la composante de donnée de commande ayant la petite ou la grande fréquence puisse être réduite ou augmentée en fonction d'un courant. Il peut être avantageux que l'amplitude de donnée de commande ayant la petite ou la grande fréquence puisse être modulée en fonction d'une température. Egalement il est avantageux que l'amplitude de donnée de commande ayant la petite ou la grande fréquence puisse être réduite ou augmentée en fonction d'une température. En outre il peut être judicieux que la première et/ou la seconde fréquence de la donnée de commande soient modulables. Les fréquences peuvent être choisies en fonction du point de fonctionnement de l'installation à agent pressurisé ou du véhicule et à cet égard les fréquences peuvent être modifiées en fonction de certains paramètres, comme par exemple la température, la pression et/ou d'autres paramètres. Egalement il peut être judicieux que le coefficient d'utilisation de la soupape puisse être modifié en fonction du point de fonctionnement. Il est particulièrement avantageux que la fréquence d'une des composantes de donnée de commande rentre dans la plage de fréquences comprise entre 100 Hz et 1000 Hz de préférence dans la plage comprise entre 200 Hz et 600 Hz. En outre il est judicieux que la fréquence de la composante de donnée de commande ayant la petite fréquence soit inférieure, d'un facteur de 1/3 à 1/50, à la fréquence de la composante de donnée de commande ayant la grande fréquence. Selon une autre particularité de l'invention, il peut être avantageux, pour un procédé d'une commande de soupape, comme une soupape électromagnétique, utilisable notamment dans une installation à agent pressurisé, telle que définie ci-dessus, o par exemple une bobine électromagnétique est commandée par une donnée de commande prédéterminable, comme un courant d'excitation, que la donnée de commande soit commandée par combinaison de deux composantes de signal ayant des fréquences différentes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 représente schématiquement une installation à agent pressurisé, et la figure 2 représente un diagramme. La figure 1 représente une installation à agent pressurisé 1, utilisable par exemple dans un véhicule comprenant une unité d'entraînement, une transmission et un système de transmission de couple dans le train moteur de ce véhicule. Au moyen de l'installation à agent pressurisé 1, il est possible de commander par exemple le couple pouvant être transmis par le système de transmission de couple dans le train moteur du véhicule. L'installation hydraulique 1 comprend au moins un dispositif 2 de refoulement d'agent pressurisé, qui est agencé par exemple comme une pompe. Le dispositif de refoulement d'agent pressurisé établit la pression servant à l'activation d'un appareil de service 3, comme par exemple un système de transmission de couple. Ce système de transmission de couple 3 peut être un embrayage actionné par un embrayage à agent pressurisé comme par exemple un embrayage de démarrage ou un embrayage de pontage de convertisseur. En outre le système de transmission de couple peut être un embrayage associé à un dispositif d'inversion de sens de rotation, comme un groupe inverseur. Par l'intermédiaire du conduit d'agent pressurisé 4 et au moyen du tiroir 5, la pression est commandée dans le conduit d'agent pressurisé 6 et dans la chambre d'agent pressurisé 7 de l'appareil de service. La position axiale du tiroir 5 de la soupape détermine la pression dans le conduit 6 ou dans la chambre 7 de l'appareil de service 3. Le tiroir 5 est sollicité dans une direction axiale en fonction de la pression PF se manifestant chans la chambre 8. En outre un accumulateur d'énergie 9 peut appliquer une force axiale au tiroir 5. La soupape pilote de commande 10 est en liaison fonctionnelle avec le dispositif 2 de refoulement d'agent pressurisé par l'intermédiaire du conduit 11 et elle commande dans une zone 12 la pression qui est dans l'essentiel la commande de pression PSI La pression de commande PS détermine dans le volume 8 la sollicitation dynamique du tiroir 5 en direction axiale. La soupape 20 détermine, avec son tiroir 21 et son siège 22 la pression PS dans le volume 8. Quand la soupape 20 est fermée, c'est-à-dire quand le tiroir vient s'appliquer contre le siège de soupape 22, alors la pression PF prend une valeur maximale par rapport à la pression régnant dans le volume 12 ou par rapport à la pression régnant dans le conduit d'alimentation 13. Quand la soupape 20 s'ouvre au moins pendant une courte durée et quand le tiroir 21 dégage le siège 22, alors du fluide hydraulique peut s'échapper de la zone 12 dans la direction de la flèche 23 de sorte qu'il peut se produire une réduction de la pression de commande Ps dans le volume 8. Sous l'effet de la sollicitation dynamique du tiroir 5, il se produit un décalage axial de ce tiroir 5 dans l'alésage 14 de sorte que les arêtes de distribution 15a et 15b parviennent dans une position axiale qui met en communication fluidique soit la pompe 2 avec le conduit d'agent pressurisé 6, soit l'orifice de sortie 16 avec le conduit d'agent pressurisé 16, de sorte qu'il peut se produire une réduction de pression dans la zone 7. Par l'intermédiaire du conduit d'agent pressurisé 18, la pression dans la zone 6 est transmise à la zone 17 de sorte qu'une force axiale agit dans la zone 17 sur le tiroir ou piston 5. La force axiale correspond à la force agissant dans la zone 17, multipliée par la différence entre la surface de section A et la surface de section B. L'unité de commande 30 est en liaison de transmission de signaux, par l'intermédiaire de conducteurs de signaux 31a et 31b, avec des capteurs et le cas échéant avec d'autres unités électroniques et elle commande la position axiale du tiroir 21 de la soupape 20. Par l'intermédiaire du conducteur de signaux 32, par exemple l'électro-aimant 33 de la soupape électromagnétique 20 peut être commandé de telle sorte que le tiroir 21 soit amené dans une position axiale sélectionnée de façon ciblée ou bien effectue un mouvement sélectionné de façon ciblée. Pour réduire au minimum l'hystérésis du tiroir 5 pendant le fonctionnement de l'installation à agent pressurisé, le tiroir 21 est soumis à une oscillation qui peut être commandée au moyen d'une combinaison de deux composantes ayant des fréquences différentes. Une des composantes du signal de commande, comme le courant de commande, est commandée avec une fréquence élevée, par exemple de 100 Hz à 1000 Hz, de préférence de 200 Hz à 600 Hz, tandis que la seconde fréquence est une fréquence plus petite, qui est inférieure à la première fréquence par exemple d'un facteur de 1/3 à 1/50, avantageusement de 1/5 à 1/25. La première composante du signal de commande est ainsi modulée à une première fréquence de hachage tandis que la seconde composante du signal de commande est commandée à une fréquence plus petite. L'amplitude de courant correspondant à la composante de signal de commande ayant la petite fréquence est réglée ou commandée de façon que les tiroirs 5, 21 oscillent encore, mais de telle sorte que la soupape 20 ne soit cependant pas affectée par un rebondissement sur siège. La modulation de l'amplitude de courant peut s'effectuer de telle sorte que par exemple, quand l'huile est froide et/ou pour de petites pressions pilotes de commande, de grandes amplitude soient commandées et que, pour de l'huile chaude et/ou pour de grandes pressions pilotes de commandes, de petites amplitudes ou de très petites amplitudes soient commandées. Comme autre amélioration, un processus de commande peut être effectué de telle sorte que l'amplitude d'oscillation du tiroir dans le circuit pilote de commande ou dans la soupape 20 soit précisément réglée ou commandée à une valeur suffisamment élevée pour que le tiroir 5 de la soupape oscille encore. En appliquant l'amplitude de pression du circuit principal à l'entrée d'un régulateur lent, auquel cas la donnée de régulation est constituée par l'amplitude de courant de la soupape, il est possible de compenser des dispersions d'hystérésis des différentes perturbations et fluctuations se manifestant pendant la durée de service. Des variations de courte durée dépendant par exemple de la pression de la température seront indépendantes de ce "régulateur lent". La commande de la donnée de commande, comme par exemple le courant de commande de la soupape 20, pour réduire au minimum l'hystérésis dans un circuit hydraulique de régulation de pression au moyen d'une variation de l'amplitude du courant peut être effectuée au moyen d'une soupape pilote de commande proportionnelle dans le cas o la fréquence fondamentale de hachage est constante ou variable. Sur la figure 1, la soupape 20 est représentée comme une soupape proportionnelle, auquel cas le tiroir 5 constitue le tiroir principal de la soupape 20 et la soupape 10 est une soupape pilote de commande destinée à tenir à disposition la pression de commande dans la zone 12 ou dans la zone 8. La figure 2 met en évidence deux signaux en fonction du temps, la courbe 100 représentant la tension de la soupape électromagnétique et la courbe 101 le courant en fonction du temps. On a mis en évidence sur la figure 2 la durée de période T1 de l'oscillation de haute fréquence ou de la composante de haute fréquence du signal de commande ainsi que la durée de période T2 de la composante de basse fréquence du signal de commande. La durée de période de la composante de basse fréquence du signal de commande, comme indiqué en T2 sur la figure 2, est un multiple de la durée de période T1 de l'oscillation de haute fréquence ou de la composante de haute fréquence du signal de commande. La courbe 100 atteint un maximum dans une partie AT1 de la zone T1 et elle est essentiellement nulle dans une partie de zone AT2. Le rapport entre AT1 et AT2 définit le coefficient d'utilisation et à cet égard, pendant l'intervalle de temps AT1, la totalité du signal est disponible alors que pendant la période AT2 le signal est essentiellement nul. Pendant que le signal de tension est au maximum dans l'intervalle de temps AT1, le courant 101 augmente d'une valeur sensiblement nulle jusqu'à une valeur prédéterminable, tandis que le courant dans l'intervalle de temps AT2 diminue à nouveau. Pendant la période suivante, le courant augmente à nouveau initialement et il diminue ensuite, de sorte que le courant moyen augmente. A l'aide du coefficient d'utilisation défini par le rapport de AT1 à AT2, le courant moyen peut être réglé ou adapté par réglage. Pendant les trois premières périodes T1, AT1 est sensiblement plus grand que AT2 et, dans la quatrième période commençant à l'instant t, le rapport de AT1 à AT2 sera modifié et la durée de l'intervalle de temps AT1 sera plus petite que la durée de l'intervalle de temps AT2. On obtient ainsi que le courant moyen diminue dans la période T1 au moyen d'une modulation de l'amplitude, et respectivement par la modulation du coefficient d'utilisation défini par le rapport de AT1 à AT2, il est possible d'obtenir une modulation du courant moyen de commande. On se rend compte d'une façon très nette sur la figure 2 qu'il se produit une augmentation et une diminution modulées du courant en fonction du temps et à cet égard une oscillation à onde longue est combinée avec l'augmentation et la diminution du courant en haute fréquence. Pour de petites pressions pilotes dans la zone 8 de la figure 1, l'amplitude d'oscillation peut être grande car une petite pression signifie que le tiroir 21 est relativement éloigné de son siège ou que la soupape est relativement largement ouverte. Pour cette large ouverture de la soupape, il peut se produire des variations de course qui ne peuvent cependant pas provoquer un rebondissement sur siège. Pour des pressions élevées dans la zone 8, l'amplitude de modulation de course du tiroir 21 devrait être réduite car on devrait éviter un rebondissement sur siège. Le rebondissement sur siège pose des difficultés pour des pressions élevées car le degré d'ouverture de la soupape est plus petit et ainsi il peut se produire des rebondissements sur siège déjà pour des petites modulations de la course. La commande du signal de commande ou de la donnée de commande par un signal qui est constitué de deux composantes d'oscillation a été mise en évidence sur la figure 2. En dehors de la modulation du coefficient de modulation représentée, il est également possible d'effectuer une modulation de l'amplitude de l'oscillation de haute fréquence ou de basse fréquence par exemple en fonction du courant ou de la pression de commande ou d'autres paramètres de fonctionnement. Egalement il est possible d'effectuer une modulation de fréquence pour l'oscillation basse fréquence ou pour l'oscillation haute fréquence, par exemple en fonction du courant, ou bien de la pression de commande, ou bien d'une autre donnée de fonctionnement. Quand la soupape proportionnelle 20 est commandée par un signal qui comprend une composante haute fréquence et une composante basse fréquence, alors le tiroir 5 suit généralement seulement la composante basse fréquence car l'inertie du tiroir ne permet pas généralement un mouvement de haute fréquence. Les revendications déposées avec la demande de brevet sont des propositions de rédaction sans effet préjudiciable pour l'obtention d'une protection future par brevet. La Demanderesse se réserve encore de revendiquer d'autres caractéristiques mises en évidence jusqu'à maintenant seulement dans la description et/ou sur les dessins. Des rattachements utilisés dans les revendications secondaires se rapportent à d'autres mises en oeuvre de l'objet de la revendication principale par les caractéristiques de la revendication secondaire correspondante mais il ne faut pas les considérer comme un renoncement à l'obtention d'une protection indépendante particulière des caractéristiques des revendications secondaires rattachées. Les objets de ces revendications secondaires constituent également des inventions particulières qui sont d'une conception indépendante des objets des revendications secondaires antérieures. L'invention n'est également pas limitée aux exemples de réalisation donnés dans la description. Au contraire, dans le cadre de l'invention, il est possible d'envisager de nombreuses variations et modifications, notamment des variantes, éléments et combinaisons et/ou matières qui sont inventifs, par exemple par combinaison ou modification de certaines particularités, ou éléments, ou étapes opératoires, qui ont été décrits en relation avec ceux décrits dans la description générale, les formes de réalisation et les revendications et qui sont contenus dans les dessins en conduisant, par une combinaison de particularités à un nouvel objet, ou à de nouvelles étapes opératoires, ou à de nouvelles séquences d'étapes opératoires, pour autant également que cela concerne des procédés de fabrication, de contrôle et de mise en oeuvre. REVENDICATIONS 1. Installation à agent pressurisé (1), comme par exemple une installation hydraulique incorporée dans un véhicule et comprenant au moins un dispositif de refoulement d'agent pressurisé, comme par exemple une pompe, ainsi qu'une soupape pouvant être commandée par une unité de commande (30) pour une activation d'un appareil de service, installation caractérisée en ce que l'unité de commande prédétermine une donnée de commande, comme un courant de commande ou une tension de commande, pour une activation de la soupape, la donnée de commande étant produite à partir de deux composantes, une des composantes de la donnée de commande étant modulée à une première fréquence et la seconde composante de la donnée de commande étant modulée à une seconde fréquence. 2. Installation à agent pressurisé selon la revendication 1, caractérisée en ce que la première fréquence (fi) est plus grande que la seconde fréquence (f2)- 3. Installation à agent pressurisé selon la revendication 1, caractérisée en ce que la première fréquence (fi) est plus grande d'un facteur entier, que la seconde fréquence (f2). 4. Installation à agent pressurisé selon une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'amplitude de la donnée de commande est modulable. 5. Installation à agent pressurisé selon une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la donnée de commande est une pression pilote de commande ou une pression se manifestant après un tiroir principal (5) d'une soupape (20). 6. Installation à agent pressurisé selon une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'amplitude d'une pression pilote de commande et/ou d'une pression s'exercant après un tiroir principal (5) d'une soupape (20) est réglée ou commandée à une valeur prédéterminable. 7. Installation à agent pressurisé selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins un capteur de pression détecte une pression pilote de commande et/ou une pression se manifestant après un tiroir principal (5) et cette donnée est utilisée pour une commande ou une régulation d'une amplitude de pression. 8. Installation à agent pressurisé selon une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce l'amplitude de la composante de donnée de commande ayant la petite ou la grande fréquence peut être modulée en fonction d'un courant. 9. Installation à agent pressurisé selon une des revendications 1 à 8, caractérisée, en ce que l'amplitude de la composante de donnée de commande ayant la petite ou la grande fréquence peut être réduite ou augmentée en fonction d'un courant. 10. Installation à agent pressurisé selon une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que l'amplitude de la composante de donnée de commande ayant la petite ou la grande fréquence peut être modulée en fonction d'une température. 11. Installation à agent pressurisé selon une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que l'amplitude de la composante de donnée de commande ayant la petite ou la grande fréquence peut être réduite ou augmentée en fonction d'une température. 12. Installation à agent pressurisé selon une des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que la première et/ou seconde fréquence de la donnée de commande sont modulables. 13. Installation à agent pressurisé selon une des revendications 1 à20, caractérisée en ce que la fréquence d'une des composantes de donnée de commande rentre dans la plage de fréquences comprise entre 100 Hz et 1000 Hz, de préférence dans la plage comprise entre 200 Hz et 600 Hz. 14. Installation à agent pressurisé selon une des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que la fréquence de la composante de donnée de commande ayant la petite fréquence est inférieure, d'un facteur de 1/3 à 1/50, à la fréquence de donnée de commande ayant la grande fréquence. 15. Procédé de commande d'une soupape électromagnétique (20), notamment en vue d'une utilisation dans une installation à agent pressurisé selon une des revendications 1 à 14, o une bobine électromagnétique (33) est commandée par une donnée de commande prédéterminable, comme un courant d'excitation, procédé caractérisé en ce que la donnée de commande est commandée au moyen d'une combinaison de deux composantes de signal ayant des fréquences différentes.