Brevet FR2923874A1 — publié le 20090522

CENTRALE DE GENERATION DE PRESSION POUR VEHICULE AUTOMOBILE L'invention concerne les circuits d'alimentation en carburant des moteurs de véhicule automobile. Dans les moteurs tels que ceux à injection directe (ID), le carburant, par exemple l'essence, est comprimée à une pression de l'ordre de cent à deux cent bars par des pompes haute pression pour être injectée dans les cylindres à travers les injecteurs. 10 Les pompes haute pression utilisées sont généralement des pompes à piston entraînées mécaniquement par l'arbre à came du moteur du véhicule, mais on peut aussi utiliser des pompes entraînées par moteur électrique, ce qui évite d'entraîner en permanence ces pompes, même à bas régime. L'invention concerne également les circuits d'alimentation en huile, ou autre fluide d'asservissement hydraulique, du système de direction assistée du véhicule. 20 Dans le cas des circuits de direction assistée (DA), l'huile est comprimée à une pression maximale d'environ cent à cent cinquante bars grâce à une pompe haute pression à engrenage entraînée par un moteur électrique. Les pompes haute pression des circuits DA et ID ne fonctionnent pas dans les 25 mêmes conditions. Les premières (pompes DA) ne fonctionnent que lorsqu'on tourne le volant du véhicule, particulièrement lors de manoeuvres du véhicule, généralement effectuées à bas régime, alors que les secondes (pompes ID) sont entraînées 30 surtout à haut régime, lorsque les besoins sont importants. Constatant cet état de fait, notamment la relative complémentarité des besoins des circuits DA et ID en pression, la demanderesse a eu l'idée d'associer les générations de pression subvenant à ces besoins dans le but de diminuer le 35 nombre d'actionneurs et d'effectuer ainsi des économies de place, de poids et de coût. 15 A cet effet l'invention concerne une centrale de génération de pression pour circuit hydraulique de direction assistée et pour circuit à injection de carburant d'un véhicule automobile à direction assistée et à injection, la centrale comprenant au moins une pompe alimentant ledit circuit hydraulique de direction assistée en fluide hydraulique, la centrale comportant également un réservoir haute pression inséré dans ledit circuit hydraulique de direction assistée et un dispositif de transfert de pression entre ledit fluide hydraulique du réservoir haute pression et ledit carburant du circuit à injection de carburant. On supprime ainsi les pompes à piston entraînées mécaniquement par l'arbre à 10 came du moteur du véhicule ou bien les pompes entraînées par moteur électrique du circuit ID évoquées ci-dessus. Les dispositifs de transmission de pression d'un fluide à un autre sans contact entre les deux fluides sont couramment utilisés dans le domaine de 15 l'hydraulique industrielle et font appels à une technologie connue dans ces domaines sous le nom de technologie de transfert. On parle généralement de � pompes transfert � utilisant une technologie à membrane. De préférence, la centrale est commandée par un module électronique 20 effectuant la synthèse des besoins des circuits à injection et des circuits de direction assistée, de façon à asservir la pression dudit réservoir haute pression en fonction des besoins de fonctionnement de l'un ou l'autre des circuits. Avantageusement, la centrale étant destinée à un moteur du véhicule comportant un rail carburant distribuant le carburant vers des injecteurs, ledit 25 réservoir haute pression et ledit rail carburant comportent chacun un capteur de pression délivrant des informations audit module électronique, et le module électronique asservit la pression du carburant ou du fluide hydraulique soit en commandant ladite pompe haute pression, soit en commandant des électrovannes situées en coupure desdits circuits. 30 L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description suivante de la centrale de génération de pression selon l'invention et de la figure unique l'accompagnant, qui montre un schéma par blocs fonctionnels des circuits injection et de direction assistée et de la centrale de génération de pression selon l'invention. 35 Le circuit de direction assistée du véhicule (non représenté) comporte classiquement un réservoir basse pression (RBP) 1 de fluide hydraulique, ici d'huile, alimentant un système de direction assisté (DA) 3 grâce à une pompe haute pression (PHP) 4, dont le maximum peut se situer entre 100 et 150 bars. La pompe PHP 4 est entraînée par un moteur électrique 5. Par ailleurs, le circuit d'injection du véhicule comporte classiquement un réservoir de carburant 12, une pompe 15 basse pression d'aspiration du carburant du réservoir 12 et un rail carburant 11 (couramment désigné � common rail � ) alimentant les injecteurs de carburant il, i2, i3, i4 ici au nombre de quatre) destinés à injecter le carburant dans les cylindres\ (non représentés) du moteur du véhicule. Ici, à la place d'une pompe PHP, d'alimentation du rail carburant 11 en carburant à haute pression, on a inséré un dispositif de transfert de pression 20, à membrane, transférant la pression de l'huile servant de fluide hydraulique du système de direction assistée 3, obtenue en sortie de la PHP 4, au carburant pompé du réservoir 12 par la pompe d'aspiration 15. Pour disposer en permanence d'une pression P suffisante pour l'injection, on insère un réservoir 2 d'huile haute pression dans le circuit de direction assistée et on asservit, par la commande du moteur 5 et de vannes 6 et 13 expliquées ci-dessous, la pompe PHP 4 à maintenir en temps réel cette pression P à une valeur suffisante compte tenu à la fois des besoins du circuit DA et du circuit ID. L'asservissement de la pression P, commune aux deux circuits DA et ID, est réalisé par un module électronique 10 qui pour être séparé de, l'ordinateur de contrôle moteur du véhicule (souvent désigné ECU ou � électronique control unit � et ici non représenté) ou, de préférence, y est intégré. Le module 10 reçoit, d'une part, de l'ECU, des informations concernant la 25 conduite du véhicule en rapport avec les sollicitations en assistance de direction et en carburation. Il reçoit, d'autre part, des informations sur les pressions temps réel disponibles dans les circuits DA et ID grâce à la présence de capteurs de pression P 7 et 14 disposés en sortie du réservoir HP 2 et sur le rail carburant 11. 30 Le module électronique asservit les pressions des deux circuits DA et ID en commandant le moteur 5 de la pompe PHP 4 et en agissant sur des électrovannes 6 et 13 situées en coupure des circuits DA et ID respectivement. Le fonctionnement de l'ensemble va maintenant être décrit. Le module 10 et/ou l'ECU comportent les algorithmes ordinaires de contrôle et de commande des deux circuits DA et ID et ces algorithmes fonctionnent séparément comme à l'ordinaire, notamment en utilisant les capteurs 7 et 14. Mais ici, le module 10 n'ayant qu'une pompe PHP 4 à commander (par son 5 moteur 5), il la commande en effectuant la synthèse des besoins des deux circuits DA et ID réunis. Pour cela, il recherche le besoin maximal de pression P parmi les deux besoins indépendants temps réel des deux circuits DA et ID et en déduit le besoin minimal commun en pression P, pression à maintenir en temps réel dans le 10 réservoir 2. Simultanément, il utilise les vannes 6 et 13 pour couper ou atténuer la pression P du circuit DA ou ID dont le besoin temps réel en pression P est inférieur au besoin minimal commun ci-dessus. Autrement dit, le module 10 maintient, en temps réel, la pression du réservoir HP 2 à celle qui est la plus grande des pressions utiles des deux circuits DA et 15 ID et ferme suffisamment, en temps réel, celle des électrovannes 6 ou 13 dont le circuit DA ou ID a la plus petite des pressions utiles. REVENDICATIONS 1- Centrale de génération de pression pour circuit hydraulique (DA) de direction assistée et pour circuit (ID) à injection de carburant d'un véhicule automobile à direction assistée (DA) et à injection (ID), la centrale comprenant au moins une pompe (4) alimentant ledit circuit hydraulique (DA) de direction assistée en fluide hydraulique, la centrale comportant également un réservoir (2) haute pression inséré dans ledit circuit hydraulique (DA) de direction assistée et un dispositif de transfert (20) de pression (P) entre ledit fluide hydraulique du réservoir haute pression (2) et ledit carburant du circuit (ID) à injection de carburant. 2- Centrale selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle est commandée par un module électronique (10) effectuant la synthèse des besoins des circuits à injection (ID) et des circuits de direction assistée (DA), de façon à asservir la pression (P) dudit réservoir haute pression (2) en fonction des besoins de fonctionnement de l'un au moins des deux circuits (ID, DA). 3- Centrale selon la revendication 2, destinée à un moteur de véhicule comportant un rail carburant (11) distribuant le carburant vers des injecteurs (il-i4), et dont le réservoir haute pression (2) et ledit rail carburant (11) comportent chacun un capteur (7, 14) de pression délivrant des informations audit module électronique. 4- Centrale selon la revendication 3, dans laquelle le module électronique (10) asservit la pression (P) du carburant ou (P) du fluide hydraulique soit en commandant ladite pompe (5, 4), soit en commandant des électrovannes (6, 13) situées en coupure desdits circuits (DA, ID).