Brevet FR2884782A1 — publié le 20061027

La présente invention concerne un circuit hydraulique pour un véhicule automobile, avec au moins un consommateur hydraulique tel qu'un refroidisseur à huile qui comporte une résistance hydraulique dépendante de la température, et un dispositif d'alimentation pour l'alimentation du consommateur en fluide hydraulique, le dispositif d'alimentation comportant au moins une pompe de refoulement pour la fourniture d'un fluide hydraulique sous pression ainsi qu'au moins une pompe d'injection qui comporte une conduite de refoulement alimentée en fluide hydraulique du côté de l'entrée à partir de la pompe de refoulement et une conduite d'aspiration, le circuit hydraulique étant configuré de telle manière que la pompe d'injection fournisse un premier débit volumique total prédéterminé au consommateur à une première température de fonctionnement déterminée. On connaît, par le document DE 100 20 187 Al, un circuit hydraulique pour transmissions à double embrayage, dans lequel des pompes d'injection sont utilisés dans un circuit de basse pression (circuit d'huile de lubrification et de refroidissement). Les pompes d'injection sont généralement mises en service en fonction des besoins. Dans le cas d'un refroidisseur à huile, un distributeur, qui se met en route à une première température de fonctionnement déterminée (80 C) et qui relie la conduite de refoulement avec la sortie d'une pompe de refoulement, est monté en amont de la conduite de refoulement de la pompe d'injection. Par ailleurs, la pompe de refoulement alimente également un circuit de haute pression du circuit hydraulique. Dans un autre système hydraulique connu (DE 103 02 016 Al), un refroidisseur est relié à une pompe hydraulique (pompe de refoulement) par l'intermédiaire d'une soupape de limitation de pression. On n'utilise aucune pompe d'injection. On sait également, par le document DE 33 23 158 Al, comment prévoir un dispositif d'accélération de chauffage pour une transmission automatique de convertisseur. Ce dispositif comprend une ligne de dérivation et une soupape de dérivation qui peuvent être utilisées pour recycler directement l'huile évacuée du convertisseur en contournant un refroidisseur à huile. On sait également (document DE 199 02 408 C2) comment prévoir une dérivation à régulation de débit pour une transmission automatique de convertisseur. Enfin, le document DE 194 46 294 Al décrit une transmission CVT avec un accouplement de démarrage qui est refroidi par une pompe d'injection. La conduite de refoulement de la pompe d'injection est reliée avec l'ouverture de décharge d'un détecteur de couple de rotation. La quantité d'huile s'écoulant éventuellement hors du détecteur de couple de rotation exploitée à l'aide de la pompe d'injection pour aspirer le fluide hydraulique supplémentaire provenant d'un accumulateur et l'utiliser pour le refroidissement et/ou la lubrification. Le fonctionnement de la pompe d'injection est ainsi dépendant du fonctionnement du détecteur de couple de rotation. Sur la base de ce qui précède, l'objectif de la présente invention est de proposer un circuit hydraulique amélioré pour un véhicule automobile dans lequel, en particulier, la dépense en terme de technique des composants est réduite. Cet objectif est atteint, avec le circuit hydraulique mentionné au début, en ce que, en fonctionnement, la conduite de refoulement est alimentée en fluide hydraulique en permanence, la pompe d'injection étant conçue en fonction de la résistance hydraulique du consommateur, dépendante de la température, pour fournir le premier débit volumique total prédéterminé à la première température de fonctionnement déterminée. Alors que, selon l'état de la technique, les pompes d'injection sont généralement utilisées conjointement avec d'autres composants pour obtenir une commande en fonction de la température, la présente invention part du fait qu'il faut supprimer sensiblement ces composants de régulation de température active. II faut essentiellement exploiter les propriétés du circuit hydraulique du refroidisseur en combinaison avec la caractéristique de la pompe d'injection pour commander le débit volumique du consommateur hydraulique. On peut ainsi supprimer sensiblement les éléments de commande à régulation de température. Par conséquent, on économise également de la place. En outre, les étapes de traitement pendant la fabrication sont moindres. Le système ne comprend sensiblement ni parties mobiles, ni capteurs ni pièces d'usure. Par conséquent, une panne du système peut être plus facilement évitée. De plus, la pression d'une pompe d'injection du côté de la sortie est 35 relativement faible du fait du système, de sorte que l'on n'a généralement pas besoin non plus de soupape de sécurité (soupape de limitation de pression) pour protéger le consommateur hydraulique contre la surpression. L'objectif ci-dessus est ainsi complètement atteint. Il est particulièrement avantageux qu'un deuxième débit volumique total prédéterminé fourni par une pompe d'injection à une deuxième température de fonctionnement déterminée, qui est inférieure à la première température de fonctionnement déterminée, ne soit pas sensiblement supérieur ou, de préférence, inférieur au débit volumique de refoulement alimenté dans la conduite de refoulement. Avec ce mode de réalisation, on parvient, d'une part, à ce que, lorsque le consommateur hydraulique doit être alimenté en fluide hydraulique (c'est-à-dire à la première température de fonctionnement déterminée), un premier débit volumique total prédéterminé suffisant est fourni. Par contre, lorsque le consommateur hydraulique n'a pas besoin d'être alimenté en fluide hydraulique, du fait de la conception du circuit hydraulique, il est prévu (à la deuxième température de fonctionnement déterminée) que la pompe d'injection continue d'être alimentée avec un débit volumique de refoulement. Toutefois, la résistance hydraulique du consommateur à la deuxième température de fonctionnement déterminée est telle que la pompe d'injection ne fonctionne pratiquement pas ou seulement de manière réduite. En conséquence, malgré le raccordement permanent de la pompe d'injection à la pompe de refoulement, aucun débit volumique inutile n'est généré. En conséquence, le rendement peut être maintenu à un niveau élevé. Les inventeurs ont, en outre, découvert qu'avec des consommateurs hydrauliques tels que les refroidisseurs à huile, qui sont ou qui doivent être alimentés pratiquement en permanence en fluide hydraulique à la température de fonctionnement normale, les phases ou les laps de temps pendant lesquels cela n'est pas le cas sont relativement courtes. Par conséquent, ces phases n'ont qu'une influence limitée sur ce rendement global. En d'autres termes, avec de tels systèmes qui comprennent une soupape de commande montée en amont (comme dans le document DE 100 20 187 Al), le rendement n'est, de manière surprenante, pas suffisamment meilleur pour compenser les économies en terme de dépenses pour les composants. Dans l'ensemble, il est avantageux que ce le rapport entre le premier débit volumique total prédéterminé et le deuxième débit volumique total prédéterminé se trouve dans la plage comprise entre 1,5:1 et 3:1. Selon un autre mode de réalisation préféré, la première température de fonctionnement déterminée se trouve dans la plage comprise entre 70 C et 100 C. La deuxième température de fonctionnement déterminée, se trouve, de préférence, dans la plage comprise entre -10 C et 30 C. Ainsi, la deuxième température de fonctionnement déterminée est en moyenne une température ambiante courante. La deuxième température de fonctionnement déterminée peut toutefois se trouver également dans la plage comprise entre 0 C et +20 C. La deuxième température de fonctionnement déterminée se trouve, de préférence, dans la plage dans laquelle le fluide hydraulique d'un véhicule automobile n'est pas encore réchauffé par le fonctionnement, c'est-à-dire qu'elle se trouve à l'état "froid". Selon un mode de réalisation globalement préféré, le rapport entre le deuxième débit volumique total et le débit volumique de refoulement se trouve dans la plage comprise entre 1:10 et 1:2. En conséquence, le débit volumique de refoulement à la deuxième température de fonctionnement déterminée est même généralement supérieur au débit volumique total du côté de la sortie. Cela signifie que la pompe d'injection à la deuxième température de fonctionnement n'est pas encore "en fonctionnement", de sorte qu'une partie du débit volumique de refoulement est évacuée par la conduite d'aspiration. Par ailleurs, il est globalement préférable que le rapport entre le premier débit volumique total et le débit volumique de refoulement se trouve dans la plage comprise entre 3:1 et 6:1. En conséquence, à la deuxième température de fonctionnement déterminée, un débit volumique total comparativement important est généré par le fonctionnement de la pompe d'injection avec un débit volumique de refoulement relativement faible, ce qui est particulièrement important, surtout pour les refroidisseurs à huile. II va de soi que les caractéristiques mentionnées ci-dessus et 35 celles qui seront expliquées ci-dessous peuvent être mises en application non seulement suivant la combinaison respectivement indiquée, mais également suivant d'autres combinaisons ou seules sans s'écarter de la portée de la présente invention. Les exemples de réalisation de la présente invention sont représentés sur le dessin et expliqués plus en détail dans la description ci- après. Les figures montrent: Figure 1 une représentation schématique d'un circuit hydraulique selon un mode de réalisation de la présente invention; Figure 2 un diagramme du débit volumique total sur la pression de refoulement, c'est-à-dire sur la pression présente dans la conduite de refoulement; et Figure 3 un diagramme de la contre-pression en fonction de la résistance hydraulique d'un consommateur et de la température d'huile d'un fluide hydraulique ATF. La figure 1 montre un premier mode de réalisation d'un circuit hydraulique selon la présente invention pour un véhicule automobile désigné de manière générale par le repère 10. Le circuit hydraulique 10 peut être utilisé, en particulier, pour la ligne de transmission du véhicule et, en particulier, pour une transmission et/ou un embrayage de la ligne de transmission du type humide. Le circuit hydraulique 10 peut comprendre également un circuit de haute pression, par exemple pour la commande d'embrayages à friction du type humide (embrayages à lamelles). Toutefois, le circuit hydraulique concerne, en particulier un circuit à basse pression qui est utilisé pour le refroidissement et/ou la lubrification. Le circuit hydraulique 10 comprend un dispositif d'alimentation 12 pour fournir un fluide hydraulique sous pression. Un circuit secondaire, qui peut inclure, par exemple, un circuit de haute pression et/ou des parties d'un circuit de basse pression, est désigné schématiquement par le repère 14 sur la figure 1. Le dispositif d'alimentation 12 sert, entre autre, à alimenter en fluide hydraulique le circuit secondaire 14 et un refroidisseur à fluide hydraulique 16 (appelé ci-après plus simplement "refroidisseur à huile"). Le dispositif d'alimentation 12 comporte une pompe de refoulement 18 et au moins une pompe d'injection 20. La pompe de refoulement 18 est raccordée à un réservoir (réservoir d'alimentation) 22 et elle fournit un fluide hydraulique sous pression (par exemple, constante de 15 bars) dans une conduite sous pression 24. Bien que cela ne soit pas représenté en détail, il est entendu que la pompe de refoulement 18 est généralement munie d'un circuit hydraulique approprié pour la régulation de pression. La conduite sous pression 24 est reliée au circuit secondaire 14. En outre, la conduite sous pression 24 est reliée à une conduite de refoulement 26 de la pompe d'injection 20. Une conduite d'aspiration 28 de la pompe d'injection 20 est reliée au réservoir 22 de manière connue en soi. Une conduite de sortie 30 de la pompe d'injection 20 est reliée au refroidisseur à huile 16. Le repère 32 représente schématiquement une résistance hydraulique que "voit" la pompe d'injection 20 du côté de la sortie. La résistance hydraulique comprend la résistance hydraulique 32 du refroidisseur à huile 16 ainsi que la résistance hydraulique des conduites du côté de la sortie, etc. On peut également voir sur la figure 1 que la pompe d'injection reçoit un débit volumique de refoulement QT au niveau de la conduite de refoulement 26. La pompe d'injection 20 extrait un débit d'aspiration Qs hors du réservoir 22. Un débit volumique total QG est fourni au niveau de la conduite de sortie 30. La figure 1 montre, en outre, que la conduite sous pression 24 peut être reliée à la conduite de refoulement 26 au moyen d'un obturateur 34. L'obturateur 34 n'est toutefois pas nécessaire car, en général, la conduite de refoulement 26 comporte déjà une buse de refoulement qui forme un point d'étranglement. La pompe d'injection 20 peut être conçue de la manière suivante pour l'application prévue (ces indications ne doivent pas être considérées comme limitatives, mais simplement comme un exemple pour un dimensionnement avantageux de la pompe d'injection en liaison avec le refroidisseur à huile 16 pour une transmission) (par exemple, fourniture d'un débit volumique total QG d'environ 12 I/min à une première température de fonctionnement déterminée de 90 C) : d11 = 1,5 mm (diamètre de la buse de refoulement de la conduite de refoulement 26) d3 = 5,5 mm (diamètre du tube mélangeur de la conduite de sortie) 13 = 30 mm (longueur du tube mélangeur de la conduite de sortie) d4 = 6 mm (diamètre du consommateur hydraulique) 14 = 1 m (longueur du consommateur hydraulique). En fonction du système, la pompe d'injection 20 peut générer du côté de la sortie seulement une pression comparativement faible (typiquement entre 2 et 3 bars). Bien que le refroidisseur à huile 16 soit souvent conçu pour une pression maximale, par exemple, de 5 bars, aucune soupape de limitation de pression séparée ou aucun dispositif similaire n'est donc nécessaire en cas d'alimentation par la pompe d'injection 20. Le circuit hydraulique 10 est conçu de telle manière que la pompe d'injection 20, à la première température de fonctionnement déterminée, par exemple de 80 C ou de 90 C, et à une pression prédéterminée au niveau de la conduite sous pression 24, fournit un débit volumique total déterminé QG. Par ailleurs, le circuit hydraulique 10 est conçu de telle manière que, à une deuxième température de fonctionnement prédéterminée, par exemple de 20 C, il fournit seulement un débit volumique total nettement plus faible QG qui peut se trouver, par exemple, dans la plage de 5 ou 6 I/min. Si l'on prend une valeur de 0 C comme deuxième température de fonctionnement déterminée, le débit volumique total refoulé QG n'est que de 1 I/min. Ces rapports sont également visibles sur la figure 2 qui représente un diagramme du débit volumique total QG sur la pression de refoulement, c'est-à-dire la pression qui s'établit dans la conduite de refoulement 26. Avec une pression de refoulement de 15 bars, le débit volumique total QG à 90 C est d'environ 12 I/min, à 40 C il est encore d'environ 10 I/min et il chute nettement dans les conditions typiques de démarrage à froid (température de 20 C ou de 0 C) jusqu'à des valeurs d'environ 5 à 6 I/min ou 1 I/min. Lorsqu'un débit volumique d'eau de refroidissement de 201/min s'écoule dans le refroidisseur à huile, on obtient un transfert de chaleur de 220 W/ K à 90 C, de 110 W/ K à 20 C et de 10 W/ K à 0 C. Ces valeurs sont déterminées pour un refroidisseur typique pour une transmission à double embrayage. La figure 3 montre, en outre, comment la pression maximale du côté de la sortie de la pompe d'injection 20 (la "contre-pression") se comporte en fonction de la température du fluide hydraulique (température d'huile ATF) . On peut voir que la contre-pression relativement la plus élevée, c'est-àdire une valeur maximale de 1,2 bar, est atteinte à une température d'environ 20 C. Cela signifie qu'une pression de fonctionnement maximale typique d'un refroidisseur à huile (habituellement 5 bars) n'est pas atteinte. Une soupape de limitation de pression n'est donc pas nécessaire. Globalement, avec le circuit hydraulique 10 selon la présente invention, on obtient un renforcement du volume QG/QT d'environ 0,2 à des valeurs inférieures à 20 C et un renforcement du volume QG/QT d'environ 4 à une température de fonctionnement de 90 C. En particulier avec les huiles hydrauliques (huiles minérales) ayant des viscosités plus élevées, le comportement décrit est encore plus marqué. L'utilisation du circuit hydraulique selon la présente invention est également envisageable dans le système hydraulique de l'huile du moteur. Grâce au système passif constitué de la pompe d'injection 20 et du refroidisseur à huile 16, on peut donc réaliser une commande du débit volumique du fluide hydraulique en fonction de la température. Des composants "actifs" supplémentaires ne sont pas nécessaires pour la commande de la pompe d'injection 20. 9 REVENDICATIONS, 1. Circuit hydraulique (10) pour un véhicule automobile, avec au moins un consommateur hydraulique (16) tel qu'un refroidisseur à huile (16) qui comporte une résistance hydraulique dépendante de la température, et un dispositif d'alimentation (12) pour l'alimentation du consommateur (16) en fluide hydraulique, le dispositif d'alimentation (12) comportant au moins une pompe de refoulement (18) pour la fourniture d'un fluide hydraulique sous pression ainsi qu'au moins une pompe d'injection (20) qui comporte une conduite de refoulement (26) alimentée en fluide hydraulique du côté de l'entrée à partir de la pompe de refoulement (18) et une conduite d'aspiration (28), le circuit hydraulique (10) étant configuré de telle manière que la pompe d'injection (20) fournisse un premier débit volumique total prédéterminé (QG1) au consommateur (16) à une première température de fonctionnement déterminée, caractérisé en ce que en fonctionnement, la conduite de refoulement (26) est alimentée en fluide hydraulique en permanence, la pompe d'injection (20) étant conçue en fonction de la résistance hydraulique du consommateur, dépendante de la température, pour fournir le premier débit volumique total prédéterminé (QG1) à la première température de fonctionnement déterminée. 2. Circuit hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un deuxième débit volumique total prédéterminé (QG2) fourni par une pompe d'injection (20) à une deuxième température de fonctionnement déterminée, qui est inférieure à la première température de fonctionnement déterminée, n'est pas sensiblement supérieur ou inférieur au débit volumique de refoulement alimenté dans la conduite de refoulement (26). 3. Circuit hydraulique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le rapport entre le premier débit volumique total prédéterminé (QG1) et le deuxième débit volumique total prédéterminé (QG2) se trouve dans la plage comprise entre 1,5:1 et 3:1. 4. Circuit hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la première température de 35 fonctionnement déterminée se trouve dans la plage comprise entre 70 C et 100 C. 5. Circuit hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la deuxième température de fonctionnement déterminée se trouve dans la plage comprise entre -10 C et 30 C. 6. Circuit hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le rapport entre le deuxième débit volumique total (QG2) et le débit volumique de refoulement se trouve dans la plage comprise entre 1:10 et 1:2. 7. Circuit hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le rapport entre le premier débit volumique total prédéterminé (QG1) et le débit volumique de refoulement se trouve dans la plage comprise entre 3:1 et 6:1.