Brevet FR3006945A1 — publié le 20141219

GROUPE MOTOPROPULSEUR HYBRIDE HYDRAULIQUE [001] L'invention concerne un groupe motopropulseur de type hybride hydraulique destiné à un véhicule hybride utilisant une énergie hydraulique, ainsi qu'un véhicule automobile hybride comportant un tel groupe motopropulseur. [002] Certain type de véhicule hybride comporte un groupe motopropulseur comprenant un moteur thermique qui peut entraîner une pompe hydraulique afin de recharger des accumulateurs de pression, pour alimenter ensuite un moteur hydraulique de traction de ce véhicule. Le moteur hydraulique peut généralement travailler aussi en pompe lors des freinages du véhicule afin de recharger les accumulateurs de pression et récupérer ainsi une énergie cinétique du véhicule. [003] L'ensemble hydraulique formé de cette pompe hydraulique et de ce moteur hydraulique est connecté fluidiquement à un circuit hydraulique qui comprend généralement, de manière connue, une partie haute pression comprenant un accumulateur haute pression qui stock l'énergie hydraulique pour la délivrer au moteur hydraulique, le retour de ce moteur hydraulique allant vers une partie basse pression du circuit hydraulique comprenant un accumulateur basse pression maintenant dans la partie basse pression du circuit hydraulique une pression minimum qui permet notamment d'éviter des problèmes de cavitation dans le moteur hydraulique comme dans la pompe hydraulique de l'ensemble hydraulique du groupe motopropulseur hybride hydraulique. La partie haute pression du circuit hydraulique dispose d'un système de confinement de l'accumulateur haute pression qui est généralement une électrovanne normalement fermée. La partie basse pression comprenant l'accumulateur basse pression, ou encore un réservoir, ou encore un réservoir et une pompe de gavage, dispose d'un dispositif de fermeture comme, par exemple, une vanne de fermeture manuelle. Au surplus, la partie haute pression comporte un orifice de remplissage alors que la partie basse pression comporte un orifice de vidange, ces deux orifices nécessitant la présence d'une vanne haute pression et d'une vanne basse pression respectivement. De tels groupes motopropulseurs hybrides hydrauliques sont, par exemple, décrits dans le document FR 2 977 533 ou FR 2 978 215. [004] Le remplissage de l'ensemble du système hydraulique d'un groupe motopropulseur hybride hydraulique s'effectue alors que l'ensemble du système hydraulique est complètement assemblé. De ce fait, il existe de nombreux composants du type raccord rapide ou non, étanche ou non, des vannes de fermeture des électrovannes, etc. qui permettent de réaliser cette opération de remplissage sur les architectures actuelles. La spécificité d'un véhicule hybride hydraulique produit en grande série est que le groupe motopropulseur hybride hydraulique devant l'équiper doit être assemblé, testé et rempli dans une usine différente (dite usine mécanique) de l'usine où sera assemblé le véhicule hybride hydraulique final (dite usine terminale). Au surplus, en après-vente, il y a un besoin de rationaliser les interventions sur le système hydraulique du groupe motopropulseur hybride hydraulique afin de minimiser les coûts et les risques de pollution de ces interventions. De ce fait, l'inconvénient majeur des systèmes hydrauliques actuels est que ces derniers demandent des manipulations nombreuses (prises sur le circuit haute pression, sur le circuit basse pression pour avoir accès à la totalité du circuit hydraulique, manipulations séquentielles de deux vannes dites haute pression et basse pression) ainsi qu'un éventuel surdimensionnement des composants mis sur la partie haute pression du circuit hydraulique. De plus, il faut prévoir un détrompage des raccords pour l'accès aux différentes parties du circuit afin de ne pas monter un outillage non prévu sur la partie haute pression du circuit. En effet, même si le remplissage se fait à une pression plus faible, tout composant côté partie haute pression doit pouvoir résister à la pression de service de la partie haute pression du circuit hydraulique. [5] Un but de l'invention est de fournir un groupe motopropulseur hybride hydraulique ne présentant pas les inconvénients précédents, mais qui soit simple à mettre en place dans un véhicule et facile d'entretien. [6] A cette fin, il est prévu, selon l'invention, un groupe motopropulseur hybride hydraulique comprenant un ensemble hydraulique formé d'une pompe hydraulique et d'un moteur hydraulique, un circuit hydraulique, connecté fluidiquement à l'ensemble hydraulique, comportant une partie haute pression et partie basse pression, et des moyens de mise en communication fluidique directe conditionnelle de la partie haute pression, de la partie basse pression et de l'ensemble hydraulique [7] Avantageusement mais facultativement, le groupe motopropulseur hybride hydraulique comprend au moins l'une des caractéristiques techniques supplémentaires suivantes : - les moyens de mise en communication fluidique direct conditionnelle sont agencés de sorte à : o soit faire communiquer la partie haute pression avec une première entrée de l'ensemble hydraulique et la partie basse pression avec une deuxième entrée de l'ensemble hydraulique ; o soit faire communiquer la partie haute pression avec la partie basse pression en isolant l'ensemble hydraulique ; o soit faire communiquer la partie haute pression avec la partie basse pression et les première et deuxième entrées de l'ensemble hydraulique ; - les moyens de mise en communication fluidique comportent une vanne ; - la vanne est une vanne double ; - la vanne comporte deux vannes trois voies en parallèle, mécaniquement liées l'une à l'autre ; - la vanne comporte une conduite de communication fluidique entre une des voies de l'une des deux vannes trois voies et une des voies de l'autre des deux vannes trois voies ; et, - la partie basse pression comporte un point de tirage au vide / remplissage / vidange. [oos] Il est aussi prévu, selon l'invention, un véhicule automobile comportant un groupe motopropulseur hybride hydraulique présentant au moins l'une des caractéristiques 20 précédentes. [009] D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront lors de la description ci-après d'un mode de réalisation préféré. Aux dessins annexés : - la figure 1 est une vue schématique d'un groupe motopropulseur hydraulique hybride selon l'invention ; 25 - les figures 2A à 2C sont des vues schématiques d'une vanne formant les moyens de mise en communication fluidique directe conditionnelle du groupe motopropulseur hybride hydraulique selon l'invention, et - la figure 3 est une vue schématique partielle d'un mode de réalisation de la vanne de la figure 2. [001 0] En référence à la figure 1, le groupe motopropulseur hybride hydraulique 2 comporte un moteur thermique, une transmission de puissance au niveau d'au moins un essieu 21 d'un véhicule, au moins une pompe hydraulique et un moteur hydraulique, des organes de commande et une liaison avec les roues à travers l'essieu 21. Un ensemble hydraulique formé de la pompe hydraulique et du moteur hydraulique comprend une première entrée 8 et une deuxième entrée 9 permettant la circulation au sein de l'ensemble hydraulique d'un fluide hydraulique. D'autre part, le groupe motopropulseur hybride hydraulique selon l'invention comprend un circuit hydraulique comportant une partie haute pression formée d'un stockeur haute pression 4 et une partie basse pression formée d'un stockeur basse pression 3. Le stockeur haute pression 4 comprend un accumulateur oléopneumatique haute pression 41 à la sortie duquel est connecté un dispositif d'isolation 42, par exemple une électrovanne normalement fermée. A la sortie du dispositif d'isolation 42, une canalisation haute pression 6 permet de le relier fluidiquement à la première entrée 8 de l'ensemble hydraulique du groupe motopropulseur hybride hydraulique selon l'invention. Il est à noter que la canalisation haute pression 6 comporte une section flexible 61 permettant de découpler la partie moteur du groupe motopropulseur hybride hydraulique selon l'invention du stockeur haute pression 4. En effet, la section flexible 61 de la canalisation haute pression 6 permet d'isoler le stockeur haute pression 4 des vibrations et des mouvements de la partie moteur du groupe motopropulseur hybride hydraulique selon l'invention. [0011] De la même manière, la partie basse pression du circuit hydraulique comporte un stockeur basse pression 3 composé d'un accumulateur basse pression 31 à la sortie duquel est connectée une vanne d'isolation manuelle 32. Une canalisation basse pression 7 permet de relier une sortie de la vanne d'isolation manuelle 32 à la deuxième entrée 9 de la partie moteur du groupe motopropulseur hybride hydraulique selon l'invention. De plus, la canalisation basse pression comporte une section flexible 71 qui joue le même rôle d'isolation que la section flexible 61 de la canalisation haute pression 6 vis-à-vis du stockeur 3 par rapport à la partie moteur du groupe motopropulseur hybride hydraulique selon l'invention. Au surplus, un point de tirage au vide/remplissage/vidange 5 est monté soit sur la canalisation basse pression 7 ou au niveau d'une sortie du stockeur basse pression 3 après la vanne manuelle d'isolation 32. Ce point de tirage au vide/remplissage/vidange 5 va permettre d'introduire ou de retirer du fluide hydraulique au sein de tout ou partie de l'ensemble du système hydraulique du groupe motopropulseur hybride hydraulique selon l'invention. [0012] La connexion entre la canalisation haute pression 6 et la première entrée 8 de l'ensemble hydraulique, d'une part, et, d'autre part, entre la canalisation basse pression 7 et la deuxième entrée 9 de l'ensemble hydraulique s'effectue à travers des moyens de mise en communication fluidique directe conditionnelle 1. Ces moyens de mise en communication fluidique conditionnelle 1 vont permettre, sous conditions : - soit de connecter fluidiquement la canalisation haute pression 6 avec, et seulement avec, la première entrée 8 de l'ensemble hydraulique, tout en mettant en communication fluidique la canalisation basse pression 7 avec, et seulement avec, la deuxième entrée 9 de l'ensemble hydraulique ; - soit de fermer les première 8 et deuxième 9 entrées de l'ensemble hydraulique afin de l'isoler tout en mettant en communication fluidique la canalisation haute pression 6 avec la canalisation basse pression 7 ; - soit de mettre en communication fluidique ensemble la canalisation haute pression 6, la canalisation basse pression 7 et les première 8 et deuxième 9 entrées de l'ensemble hydraulique. [0013] En référence aux figures 2A à 2C, nous allons décrire de manière schématique le fonctionnement des moyens de mise en communication fluidique directe conditionnelle 1. Ces moyens de mise en communication fluidique directe conditionnelle 1 se présentent sous la forme d'une vanne double, ou encore d'une vanne jumelée, à quatre entrées et sorties sur lesquelles sont connectées respectivement la canalisation haute pression 6, la canalisation basse pression 7, la première entrée 8 et la deuxième entrée 9 de l'ensemble hydraulique. Cette vanne jumelée à quatre entrées et sorties peut prendre trois positions permettant de gérer les situations de vie du groupe motopropulseur hybride hydraulique selon l'invention, en permettant de réaliser les connexions précédemment citées. [0014] La première situation de vie du groupe motopropulseur hybride hydraulique selon l'invention est celle qui correspond au transport dudit groupe motopropulseur hybride hydraulique selon l'invention depuis l'usine mécanique où il est assemblé, testé et rempli vers l'usine terminale dans laquelle il sera mis en place au sein d'un véhicule automobile. La vanne jumelée à quatre entrées/sorties des moyens de mise en communication fluidique directe conditionnelle 1 se trouve dans une position illustrée à la figure 2B dans laquelle les première 8 et deuxième 9 entrées de l'ensemble hydraulique sont bouchées et isolées, alors que la canalisation haute pression 6 est mise en communication fluidique directement avec la canalisation basse pression 7. [0015] La deuxième situation de vie du groupe motopropulseur hybride hydraulique selon l'invention est celle où il est en utilisation normale dans le véhicule automobile. La vanne jumelée à quatre entrées/sorties des moyens de mise en communication fluidique directe conditionnelle 1 se trouve en position illustrée à la figure 2A dans laquelle la canalisation haute pression 6 est directement connectée, et seulement connectée, fluidiquement à la première entrée 8 et la canalisation 7 basse pression est directement connectée, et seulement connectée, fluidiquement à la deuxième entrée 9. [0016] La troisième situation de vie du groupe motopropulseur hybride hydraulique selon l'invention est celle où ce dernier se retrouve en intervention après-vente pour réaliser une maintenance. Une position de maintenance après-vente de la vanne jumelée quatre entrées/sorties des moyens de mise en communication fluidique directe conditionnelle 1 est illustrée à la figure 2C. Dans cette position, ladite vanne jumelée permet de mettre l'intégralité du système hydraulique en communication fluidique, c'est-à-dire que la première entrée 8 et la deuxième entrée 9 de l'ensemble hydraulique sont mises en communication fluidiques à la fois avec la canalisation basse pression 7 et la canalisation haute pression 6. [0017] Afin de choisir la position de la vanne jumelée des moyens de mise en communication fluidique directe conditionnelle 1, des moyens de commande 11 sont prévus à cet effet. Ces moyens de commande 11 sont, dans un mode de réalisation préféré, une barre de commande manuelle permettant de choisir la position de la vanne jumelée en fonction de la situation de vie du groupe motopropulseur hybride hydraulique selon l'invention. [0ols] Il est à noter que l'utilisation d'une telle structure hydraulique dans un groupe motopropulseur hybride hydraulique selon l'invention permet de s'affranchir d'un point de remplissage situé sur la canalisation haute pression 6 ou de manière générale sur la partie haute pression du circuit hydraulique et de ne garder qu'un seul point de remplissage au niveau de la canalisation basse pression 7 et qui, de ce fait, devient également un point de tirage au vide, de remplissage et de vidange 5. Cette situation est permise grâce aux positions que peuvent prendre les moyens de mise en communication fluidique directe conditionnelle 1 pour les situations de vie du groupe motopropulseur hybride hydraulique selon l'invention correspondant à son transport d'une part et, d'autre part, à sa maintenance en après-vente. En effet, en situation de vie de transport, seules les canalisations haute 6 et basse 7 pression sont à remplir. Ce remplissage est permis par la mise en position des moyens de mise en communication fluidique directe conditionnelle 1 dans la position où seules les communications basse pression 7 et haute pression 6 sont mises en communication alors que les première 8 et deuxième 9 entrées de l'ensemble hydraulique sont isolées. En position de maintenance après-vente, comme il faut avoir accès à l'intégralité du système hydraulique du groupe motopropulseur hybride hydraulique selon l'invention, cela est permis par la mise en communication complète du circuit, c'est-à-dire la mise en communication fluidique de la canalisation haute pression 6 avec la canalisation basse pression 7 et les première 8 et deuxième 9 entrées de l'ensemble hydraulique. [0019] En référence maintenant à la figure 3, nous allons décrire un mode de réalisation de la vanne jumelée à quatre entrées/sorties des moyens de mise en communication fluidique directe conditionnelle 1 du groupe motopropulseur hybride hydraulique selon l'invention. Dans ce mode de réalisation, la vanne jumelée comporte deux vannes à boisseau sphérique 12,13 qui sont couplées mécaniquement avec des moyens de positionnement de la vanne jumelée 11. De manière préférentielle, les deux vannes à boisseau sphériques 12, 13 sont des vannes trois voies en T dont deux voies principales en ligne sont respectivement connectées à la canalisation basse pression 7 et à la deuxième entrée 9 de l'ensemble hydraulique pour la première vanne sphérique 12 et connectées à la canalisation haute pression 6 et à la première entrée 8 de l'ensemble hydraulique respectivement pour la deuxième vanne sphérique 13. D'autre part, les deux vannes sphériques 12,13 comportent une voie secondaire à 90°, ces deux voies secondaires à 90° étant reliées l'une à l'autre par une conduite hydraulique 14 interne à la vanne jumelée des moyens de mise en communication fluidique directe conditionnelle 1 du groupe motopropulseur hybride hydraulique selon l'invention. Il est à noter qu'il existe plusieurs variantes de réalisation de cette vanne jumelée ou de ces moyens de mise en communication fluidique directe conditionnelle suivant les besoins d'architecture du groupe motopropulseur hybride hydraulique selon l'invention. [0020] De manière générale, les moyens de mise en oeuvre de communication fluidique conditionnelle 1 du groupe motopropulseur hybride hydraulique selon l'invention sont considérés comme un outil. Prévoir un tel outil sur un groupe motopropulseur est à priori contre intuitif pour une personne du métier puisqu'il s'agit d'embarquer en fait un outil sur le groupe motopropulseur, ce qui va à l'encontre des règles de conception classiques des groupes motopropulseurs actuels. [0021] Bien entendu, il est possible d'apporter à l'invention de nombreuses modifications sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. REVENDICATIONS1. Groupe motopropulseur hybride hydraulique (2) comprenant un ensemble hydraulique formé d'une pompe hydraulique et d'un moteur hydraulique, et un circuit hydraulique, connecté fluidiquement à l'ensemble hydraulique, comportant une partie haute pression (4) et partie basse pression (3), caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de mise en communication fluidique directe conditionnelle (1) de la partie haute pression, de la partie basse pression et de l'ensemble hydraulique. 2. Groupe motopropulseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de mise en communication fluidique direct conditionnelle sont agencés de sorte à : - soit faire communiquer la partie haute pression avec une première entrée (8) de l'ensemble hydraulique et la partie basse pression avec une deuxième entrée (9) de l'ensemble hydraulique ; - soit faire communiquer la partie haute pression avec la partie basse pression en isolant l'ensemble hydraulique ; - soit faire communiquer la partie haute pression avec la partie basse pression et les première et deuxième entrées de l'ensemble hydraulique. 3. Groupe motopropulseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de mise en communication fluidique comportent une vanne. 4. Groupe motopropulseur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la vanne est une vanne double. 5. Groupe motopropulseur selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la vanne comporte deux vannes trois voies (12,13) en parallèle, mécaniquement liées l'une à l'autre. 6. Groupe motopropulseur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la vanne comporte une conduite de communication fluidique (14) entre une des voies de l'une des deux vanne trois voies et une des voies de l'autre des deux vannes trois voies. 7. Groupe motopropulseur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la partie basse pression comporte un point de tirage au vide / remplissage / vidange (5). 8. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte un groupe motopropulseur selon l'une des revendications 1 à 7.