Brevet FR3020787A1 — publié le 20151113

- 1 - PROCEDE DE PILOTAGE D'UNE TRANSMISSION HYDROSTATIQUE DE VEHICULE A QUATRE ROUES MOTRICES La présente invention se rapporte au pilotage des transmissions hydrostatiques, en particulier des transmissions hydrostatiques à machine hydraulique de type volumétrique fonctionnant en circuit fermé, sur des véhicules à quatre roues motrices. Elle concerne les véhicules automobiles à quatre roues motrices à propulsion mixte, mécanique et hydraulique, dans lesquels un essieu est entrainé par une machine hydraulique à l'aide d'énergie hydraulique prélevée sur le différentiel de l'autre essieu, qui est entraîné mécaniquement par un moteur thermique ou électrique. La transmission mécanique peut être implantée sur l'essieu avant et la transmission hydrostatique sur l'essieu arrière, mais l'invention s'applique dans les mêmes conditions sur la disposition inverse, pourvu que la cylindrée de la pompe et celle du moteur soient identiques. La figure 1 est un schéma de principe de chaîne cinématique concernée. Sur ce schéma, on a fait apparaître le moteur d'entraînement thermique, électrique, ou hybride 2 du véhicule, la pompe hydraulique 3 et un moteur hydraulique 4. Le moteur d'entraînement 2 entraîne la pompe 3 par un arbre de transmission commun 5. L'axe 6, entraîné par le moteur d'entraînement 2, est relié à un premier essieu, par exemple l'essieu avant. Le moteur hydraulique 4 entraîne un deuxième axe 7, relié à un deuxième essieu, par exemple l'essieu arrière. Les deux conduits hydrauliques 8, 9 relient le moteur 4 et la pompe 3. Les caractéristiques du circuit hydraulique (cylindrée pompe, cylindrée moteur, fuite interne, fuite régulée, perte de charge,...) déterminent l'efficacité de ce type de transmission sur faible adhérence, et sa compatibilité avec les manoeuvres sur haute adhérence. Une transmission hydrostatique a la propriété de coupler cinématiquement l'essieu arrière avec l'essieu - 2 - avant : la vitesse moyenne de l'essieu arrière est cinématiquement égale à celle de l'essieu avant. En ligne droite, les roues arrière tournent à la même vitesse que les roues avant, et suivent la même trajectoire rectiligne. En virage, les roues arrière font moins de chemin que les roues avant. La transmission est normalement réglée pour offrir une efficacité maximale sur faible adhérence. Sur un sol fortement adhérent, la condition de virage entraîne un effet particulier qui est lié au couplage de vitesses des deux essieux, et au comportement de la transmission hydrostatique : cet effet particulier en virage (surtout en virage serré), est que la transmission monte en pression pour forcer l'essieu le moins adhérent à adopter la vitesse de l'autre essieu à l'aide d'un glissement des roues de l'essieu le moins adhérent. Dans cette situation, la transmission hydrostatique monte en pression inutilement, et crée du bruit et des frottements des pneus et des éléments mécaniques en rotation. Par ailleurs, en virage sur route à faible adhérence, il s'ajoute un problème de perte de guidage latéral de l'essieu le moins adhérent, à cause du glissement de ses roues. Par la publication W02010/1112684, on connaît un dispositif de commande d'un système de répartition de couple moteur entre deux essieux, comportant un sélecteur à trois positions qui permet au conducteur de sélectionner un premier mode de transmission partiel de la capacité maximum au train arrière, un deuxième mode de transmission totale de la capacité de puissance au train arrière, et un troisième mode d'absence de transmission de couple moteur au train arrière. Ce dispositif associe un type de fonctionnement hydraulique distinct à chaque mode de transmission sélectionné. La présente invention vise à simplifier la commande 35 d'une transmission hydrostatique. Elle prévoit de piloter une transmission hydrostatique entre un état activé, où un couple hydraulique est transmis au deuxième essieu et un état - 3 - inactivé où il est interrompu, tout en assurant une réponse satisfaisante aux attentes de l'utilisateur sur chacun des modes qu'il peut sélectionner. Elle propose en particulier que la mise en action, 5 ou à l'arrêt, de la transmission hydrostatique, repose sur la surveillance des conditions d'adhérence des roues du véhicule et de son angle volant. Dans un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, le pilotage est déterminé par le choix du 10 conducteur entre un mode à deux roues motrices stable, un mode automatique stable, où la transmission hydrostatique peut être arrêtée ou mise en action en fonction des conditions de roulage du véhicule, et un mode instable où la transmission hydrostatique est activée. 15 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront clairement de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels : 20 la figure 1 est un schéma simplifié de transmission hydrostatique, la figure 2 illustre le fonctionnement du sélecteur de mode la figure 3 illustre la logique de pilotage de 25 la transmission, et - la figure 4 propose un schéma de gestion des modes de fonctionnement et du bouton de sélection. Dans une transmission hydrostatique de véhicule à quatre roues motrices à propulsion mixte mécanique et 30 hydraulique concernée par l'invention, telle que celle de la figure 1, le véhicule est entrainé mécaniquement par un moteur d'entraînement 2 du véhicule. Un deuxième essieu est entraîné par une transmission hydrostatique 1 comprenant une machine hydraulique 4 qui utilise l'énergie prélevée 35 par une pompe hydraulique 3 sur le différentiel du premier essieu. Le conducteur a le choix entre trois modes de fonctionnement, intitulés « 4X2 » (deux roues motrices), - 4 - « AUTO » (automatique) et « 4X4 » ou « LOCK » (verrouillé), à l'aide d'un bouton de sélection rotatif à trois positions (cf. figure 2). Pour des raisons de sécurité, les deux premières positions du bouton sont stables, alors que la impulsionnelle. L'automate hydrostatique 1 suit les peut sélectionner l'une de retour du mode LOCK sur commande du mode LOCK est de commande de la transmission instructions du conducteur qui ces trois positions. Enfin, le le mode AUTO peut s'effectuer automatiquement ou manuellement. La présente invention propose un schéma logique de gestion particulière des modes AUTO et LOCK du bouton de sélection. Ce schéma est illustré par la figure 3. Il indique les conditions de mise en route et d'arrêt de la transmission 1 sur ces deux positions particulières, en fonction de différents paramètres. Toutefois, le troisième mode 4x2 est toujours rejoint automatiquement, comme mode refuge, en cas de défaut du système hydraulique. Par ailleurs, le mode LOCK ne peut être établi qu'à la demande du conducteur sur son bouton, alors que le mode AUTO peut-être établi, soit par le conducteur, soit par défaut, car le mode LOCK ne reste pas actif en permanence. Les paramètres pris en compte par l'automate, sont les suivants : - Vmax : vitesse d'annulation du mode LOCK (par exemple 50 km/h), - Th : température d'huile en °C, - Thmax : température d'huile maximum autorisée (par exemple 105°C), Vf : vitesse moyenne de l' essieu avant, Vr : vitesse moyenne de l' essieu arrière, Vrc : vitesse moyenne de l'essieu arrière avec effet de courbe corrigé, Vs = Vf - Vr : patinage moyen de l'essieu arrière, - Vson : seuil de patinage (par exemple 8 rpm) imposant la mise en action du système en mode AUTO, Av : angle de volant de direction (°), - 5 - - Von : seuil de vitesse réactivant le système en décélération, en km/h (fonction de Th et de Av), - Voff : seuil de vitesse désactivant le système en accélération, en km/h (fonction de Th et de Av), - Vonk seuil de vitesse réactivant le système en décélération, en km/h (par exemple 20km/h), - Voffk : seuil de désactivation du système, en accélération, en km/h (par exemple 30km/h), - Doff : délai avant désactivation du système en 10 mode auto, sans patinage détecté, - Vst : seuil de vitesse de l'essieu arrière en dessous duquel le véhicule est considéré comme arrêté. Cette dernière mesure est optionnelle. Elle permet de palier un éventuel défaut de réactivité du système sur 15 un patinage au décollage à partir de l'arrêt. La logique de pilotage de la mise en route et de l'arrêt de la transmission hydrostatique en mode AUTO et en mode LOCK est exposée sur la figure 3. Dans tous les cas, la transmission hydrostatique n'est activée que si les 20 systèmes de correction de trajectoire (ESP) et d'assistance au freinage (ABS) sont inactifs. Dans le mode LOCK, le système est activé tant que les roues arrière tournent à une vitesse inférieure à un seuil Voffk (Vr Vmax (50km/h par exemple), ou d) le dépassement d'une consigne de température 20 d'huile Th>Thmax (105°C par exemple). Le mode AUTO est stable, ou rémanent à la coupure et remise de contact véhicule. Il n'est pas désactivé en fonction des conditions de roulage, mais seulement sur demande du conducteur. 25 Le mode LOCK est établi à la demande du conducteur à partir du mode 4X2 ou du mode AUTO. En mode LOCK établi, le couple hydraulique délivré par la transmission hydrostatique aux roues du véhicule peut être ajusté par le flux d'huile dépendant de la différence de vitesse entre le 30 moteur et la pompe hydrauliques, dans le but de réduire le patinage. REVENDICATIONS1. Procédé de pilotage d'une transmission hydrostatique de véhicule à quatre roues motrices à propulsion mixte mécanique et hydraulique, dans lequel un premier essieu est entrainé mécaniquement par un moteur d'entraînement (2) du véhicule, et un deuxième essieu est entraîné par une transmission hydrostatique (1) comprenant une machine hydraulique (4) qui utilise l'énergie prélevée par une pompe hydraulique (3) sur le différentiel du premier essieu, caractérisé en ce que la mise en action ou à l'arrêt de la transmission hydrostatique repose sur la surveillance des conditions d'adhérence des roues du véhicule et de son angle volant. 2. Procédé de pilotage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pilotage de la transmission hydrostatique (1) est déterminé par le choix du conducteur entre un mode à deux roues motrices stable (4X2), un mode automatique (AUTO) stable, où la transmission hydrostatique peut être arrêtée ou mise en action en fonction des conditions de roulage du véhicule, et un mode verrouillé instable (LOCK) où la transmission hydrostatique est activée. 3. Procédé de pilotage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mode automatique (AUTO) est rémanent à la coupure et remise de contact du véhicule et qu'il n'est pas désactivé en fonction des conditions de roulage, mais seulement par sélection d'un autre mode de fonctionnement (4X2, LOCK) par le conducteur. 4. Procédé de pilotage selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les modes de fonctionnement de la transmission hydrostatique (1) sont sélectionnés l'aide d'un bouton de sélection rotatif à deux positions stables pour les modes (4X2) et (AUTO), et une position impulsionnelle pour le mode (LOCK). 5. Procédé de pilotage selon la revendication 4, caractérisé en ce que la transmission hydrostatique (1) passe en mode automatique (AUTO) sur :- 8 - a) coupure du contact du véhicule, ou b) action du conducteur, ou c) dépassement d'une vitesse seuil sur les roues arrières, ou d) dépassement d'une consigne de température d'huile. 6. Procédé de pilotage selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la transmission hydrostatique (1) est activée en mode automatique (AUTO), 10 si : a) l'écart de vitesse moyen entre les essieux avant et arrière (Vs) corrigé de la valeur théorique du différentiel lié aux conditions d'angle volant, dépasse un seuil (Vson), et 15 b) la vitesse sur les roues arrières (Vr) est inférieure à une valeur donnée qui dépend de l'angle volant et de la température de l'huile (Vst). 7. Procédé de pilotage selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que la transmission 20 hydrostatique (1) est désactivée en mode automatique (AUTO) : a) à la mise sous contact, ou b) en l'absence de détection d'écart de vitesse (Vs), entre les deux essieux durant une temporisation 25 (Doff), ou c) sur dépassement d'une vitesse seuil (Voff) sur les roues arrière qui dépend de l'angle volant (Av) et de la température de l'huile (Th). 8. Procédé de pilotage selon la revendication 7, 30 caractérisé en ce que la transmission hydrostatique (1) ne peut se réactiver que si la vitesse des roues arrière (Vr) chute en deçà d'un seuil de ré-enclenchement Von inférieur à (Voff) qui dépend aussi de l'angle volant (Av) et de la température de l'huile (Th). 35 9. Procédé de pilotage selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que, le système est activé en mode verrouillé (LOCK), tant que les roues- 9 - arrière tournent à une vitesse (Vr) inférieure à un seuil (Voffk). 10 Procédé de pilotage selon la revendication 9, caractérisé en ce que si la vitesse des roues arrière (Vr) est supérieure au seuil (Voffk) en mode verrouillé (LOCK), la transmission hydrostatique (1) est désactivée et ne se remet en action que si la vitesse des roues arrières : a) ne dépasse pas le seuil de sortie (Vmax), et b) chute en deçà du seuil de ré-enclenchement (Vonk). 11. Procédé de pilotage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la transmission hydrostatique (1) n'est mise en action que si les systèmes de correction de trajectoire (ESP) et d'assistance au freinage (ABS) du véhicule sont inactifs.