Brevet FR3085195A1 — publié le 20200228

Description Titre de l'invention : Système hydraulique pour une boîte de vitesses à double embrayage [0001] L'invention concerne un système hydraulique pour une boîte de vitesses à double embrayage d'un groupe motopropulseur d'un véhicule automobile. L'invention concerne également une boîte de vitesses à double embrayage dotée d'un tel système hydraulique ainsi qu'un procédé de fonctionnement d'un tel système hydraulique. [0002] Une commande hydraulique pour une boîte de vitesses à double embrayage est décrite par exemple dans DE 10 2014 216 648 Al. Dans une forme de réalisation, une source d'énergie hydraulique de cette commande comprend unc première pompe hydraulique et une deuxième pompe hydraulique. La première pompe hydraulique peut être entraînée au moyen d'un moteur thermique et sert à l'alimentation en pression d'un circuit haute pression par le biais duquel le double embrayage peut être actionné. La deuxième pompe hydraulique peut être entraînée au moyen d'une machine électrique et sert à l'alimentation d'un circuit de refroidissement. Dans unc autre forme de réalisation, les deux pompes hydrauliques peuvent être entraînées aussi bien par le moteur thermique que par la machine électrique. [0003] La commande connue selon l'état de la technique offre pour avantage le fait qu'il n'est pas nécessaire de dériver la totalité de l'huile sous pression pour le circuit de refroidissement à partir du circuit haute pression. Il faut cependant encore régler à la quantité nécessaire l'huile sous pression nécessaire pour le circuit haute pression qui est produite par la première pompe entraînée par le moteur thermique. [0004] L'objectif de la présente invention est d'obtenir un système hydraulique pour unc boîte de vitesses à double embrayage qui se caractérise par un faible besoin en énergie. [0005] Cet objectif est atteint grâce à un système hydraulique pour une boîte de vitesses à double embrayage d'un groupe motopropulseur de véhicule automobile, dans lequel le système hydraulique comporte une première pompe destinée à l'alimentation en pression d'un premier circuit de pression et une deuxième pompe destinée à l'alimentation en pression d'un deuxième circuit de pression, dans lequel le premier circuit de pression est prévu au moins pour l'actionnement hydraulique d'un double embrayage de la boîte de vitesses à double embrayage, et le deuxième circuit de pression est prévu au moins pour la lubrification d'autres composants de la boîte de vitesses à double embrayage, dans lequel la première pompe est entrainable par un moteur électrique affecté exclusivement à la première pompe, le moteur électrique n'étant pas configuré pour l'entraînement du véhicule automobile, la deuxième pompe étant entrainable par une unité d'entraînement du groupe motopropulseur de véhicule 2 automobile. [0006] Des développements avantageux sont décrits dans les revendications dépendantes, la description ainsi que les figures. [0007] En particulier, selon les revendications dépendantes, le système hydraulique comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible : [0008] - aucun autre consommateur n'est affecté au premier circuit de pression à l'exception de l'actionnement du double embrayage ; [0009] - le premier circuit de pression est prévu pour l'actionnement d'un embrayage de coupure entre deux unités d'entraînement du groupe motopropulscur du véhicule automobile, dans lequel aucun autre consommateur n'est affecté au premier circuit de pression à l'exception de l'actionnement du double embrayage et d'un actionnement hydraulique de l'embrayage de coupure ; [0010] - le deuxième circuit de pression est prévu pour l'actionner-rient d'actionneurs d'embrayages de la boîte de vitesses à double embrayage ; [0011] - une sortie de la première pompe est raccordée directement au premier circuit de pression, dans lequel une pression dans le premier circuit de pression peut être réglée par une régulation du régime du moteur électrique affecté à la première pompe ; [0012] - une sortie de la première pompe est raccordée au premier circuit de pression par le biais d'une soupape de limitation de pression, dans lequel la soupape de limitation de pression est pilotée ou est réglée à une pression limite non variable ; [0013] - la deuxième pompe est réalisée en tant que pompe à débit constant ; [0014] - la deuxième pompe est réalisée en tant que pompe à débit variable ; [0015] - une sortie de la deuxième pompe est raccordée au deuxième circuit de pression par le biais d'une deuxième soupape de limitation de pression, dans lequel la deuxième soupape de limitation de pression est pilotée au moyen d'une soupape de commande de pression ; [0016] - le premier et le deuxième circuit de pression sont raccordés l'un à l'autre par une soupape de sorte que le premier circuit de pression peut être alimenté en fluide hydraulique par le deuxième circuit de pression ; [0017] - la soupape est un clapet antiretour ; et [0018] - le système hydraulique comporte une unité de commande électronique destinée à la commande de celui-ci. [0019] L'invention concerne en outre un procédé de fonctionnement d'un système hy- draulique tel que précité dans lequel l'unité de commande électronique règle la pression dans le deuxième circuit de pression en fonction d'un besoin de flux volumique du premier circuit de pression. [0020] Selon un mode de réalisation avantageux du procédé précité, l'unité de commande 3 électronique règle la pression dans le deuxième circuit de pression en fonction du besoin de flux volumique du premier circuit de pression, de telle sorte que la pression dans le deuxième circuit de pression dépasse la pression dans le premier circuit de pression de sorte que l'alimentation en pression du deuxième circuit de pression est effectuée par la deuxième pompe. [0021] L'invention concerne par ailleurs une boîte de vitesses à double embrayage pour un groupe motopropulscur de véhicule automobile, caractérisée par un système hydraulique tel que précédemment décrit. [0022] Un système hydraulique pour une boîte de vitesses à double embrayage d'un groupe motopropulscur de véhicule automobile est proposé. Le système hydraulique comporte une première pompe destinée à l'alimentation en pression d'un premier circuit de pression et une deuxième pompe destinée à l'alimentation en pression d'un deuxième circuit de pression. La première pompe sert au moins à l'actionnement hydraulique d'un double embrayage de la boîte de vitesses à double embrayage tandis que le deuxième circuit de pression sert au moins à la lubrification d'autres composants de la boîte de vitesses à double embrayage. [0023] Selon l'invention, il est prévu que la première pompe puisse être entraînée par un propre moteur électrique. Ce moteur électrique est indépendant d'un entraînement du véhicule automobile et sert exclusivement à l'entraînement de la première pompe. La deuxième pompe peut être entraînée par une unité d'entraînement du groupe moto-propulseur du véhicule automobile, ainsi par exemple par un moteur thermique et/ou par un moteur électrique agencé pour l'entraînement du véhicule automobile. [0024] Etant donné que l'alimentation en pression de l'actionnement du double embrayage s'effectue par le biais de la première pompe entraînée par le moteur électrique, le besoin de débit volumique du premier circuit de pression peut être couvert indépendamment de la plage de régimes du moteur thermique. Si le double embrayage n'est pas actionné, il suffit de couvrir le besoin d'huile de fuite du premier circuit de pression pour lequel seule une faible dépense en énergie est nécessaire. Pour l'alimentation en pression de la lubrification, seule une faible pression est nécessaire en comparaison avec le besoin maximal du premier circuit de pression de sorte que la consommation d'énergie de la deuxième pompe est relativement faible. [0025] De préférence, à part l'actionnement du double embrayage, aucun autre consommateur hydraulique n'est affecté au premier circuit de pression. En raison du faible nombre de consommateurs, le besoin d'huile de fuite du premier circuit de pression est également faible. [0026] Si la boîte de vitesses à double embrayage fait partie d'un groupe motopropulseur hybride, un embrayage de coupure est souvent prévu entre les groupes d'entraînement du groupe motopropulseur hybride. Un tel groupe motopropulseur hybride est décrit par exemple dans DE 10 2010 003 442 Al. De préférence, un actionnement hydraulique de l'embrayage de coupure est également affecté au premier circuit de pression, l'actionnement du double embrayage et l'actionnement de l'embrayage de coupure étant les uniques consommateurs du premier circuit de pression. Les exigences hydrauliques de l'actionnement de l'embrayage de coupure sont très semblables aux exigences hydrauliques de l'actionnement de double embrayage de sorte qu'une intégration de l'actionnement de l'embrayage de coupure dans le premier circuit de pression est avantageuse. Etant donné que tous les autres consommateurs hydrauliques sont alimentés par le deuxième circuit de pression, le besoin d'huile de fuite devant être couvert par la première pompe est encore faible. [0027] Comme cela est connu généralement, pour la représentation des rapports d'une boîte de vitesses à double embrayage, il faut, outre le double embrayage, actionner également des embrayages qui sont affectés aux boîtes partielles de la boîte de vitesses à double embrayage. Ces embrayages sont généralement réalisés en tant qu'embrayages à griffes et peuvent par exemple être actionnés par le biais de tambours de commande ou de tiges de commande. L'actionnement peut s'effectuer par exemple de façon hydraulique ou électromécanique. Dans le cas d'un actionnement hydraulique des embrayages, l'alimentation en pression de cet actionnement s'effectue de préférence par le biais du deuxième circuit de pression. En effet, les embrayages à griffes n'ont besoin d'énergie d'actionner-rient que pour l'embrayage ou le débrayage, mais n'ont pas ou peu besoin d'énergie pour le maintien de l'état embrayé ou débrayé. Au contraire, les doubles embrayages sont habituellement réalisés sous forme d'embrayages à lamelles commandés en charge qui - par exemple en cas de réalisation sous forme d'embrayage Normally Open - doivent être alimentés en permanence en énergie d'actionnement pour le maintien de l'état fermé. De ce fait, l'affectation des actionneurs d'embrayage au deuxième circuit de pression favorise l'efficacité énergétique du système hydraulique. [0028] Selon une forme d'exécution possible, une sortie de pression de la première pompe est raccordée directement au premier circuit de pression. En d'autres termes, il n'existe entre la sortie de pression de la première pompe et le premier circuit de pression aucune soupape agencée pour la réduction de pression ou la limitation de pression. Il est cependant possible de prévoir une soupape de retenue qui empêche un reflux du fluide hydraulique à partir du deuxième circuit de pression en direction de la sortie de pression de la première pompe. Par une régulation du régime du moteur électrique qui entraîne la première pompe, la pression dans le premier circuit de pression peut être réglée en conséquence. Une telle conception du système hydraulique est particulièrement efficace énergétiquement étant donné qu'aucun réglage de la pression de sortie de la première pompe n'est nécessaire. Un capteur de pression peut servir à la détection de la pression dans le premier circuit de pression. Au lieu de cela, pour l'appréciation de la pression dans le premier circuit de pression, il est possible d'utiliser un modèle de pression qui reproduit une relation entre la performance du moteur électrique, la température du fluide hydraulique, le flux volumique absorbé des consommateurs hydrauliques et les fuites attendues. [0029] Selon une autre forme d'exécution possible, la sortie de la première pompe est raccordée au premier circuit de pression par le biais d'une soupape de limitation de pression. La soupape de limitation de pression peut être pilotée ou réglée à une pression limite non variable. Si, dans le premier circuit de pression, la pression atteint la pression limite non variable ou variable par le biais de la commande pilote, la sortie de la première pompe est raccordée au réservoir du système hydraulique ou à un raccord d'aspiration de la première pompe. Une telle conception du système hydraulique réduit les charges de commande ou respectivement de régulation de la première pompe. [0030] De préférence, la deuxième pompe est réalisée en tant que pompe à débit constant, c'est-à-dire en tant que pompe avec un volume de refoulement stable en présence d'un régime constant. L'utilisation d'une telle pompe est particulièrement peu coûteuse sans compromettre de façon importante l'efficacité énergétique du système hydraulique. Dans une autre solution, la deuxième pompe peut être réalisée en tant que pompe à débit variable, c'est-à-dire en tant que pompe avec un volume de refoulement variable de façon commandée en présence d'un régime constant. Une telle solution améliorerait encore davantage l'efficacité énergétique du système hydraulique. [0031] De préférence, une sortie de la deuxième pompe est raccordée au deuxième circuit de pression par le biais d'une deuxième soupape de limitation de pression, la deuxième soupape de limitation de pression étant pilotée au moyen d'une soupape de commande de pression. De ce fait, la pression dans le deuxième circuit de pression peut être augmentée ou respectivement abaissée en cas de besoin. [0032] De préférence, le premier et le deuxième circuit de pression sont raccordés entre eux par une soupape, de façon particulièrement préférée par un clapet antiretour, de telle sorte que les consommateurs du premier circuit de pression peuvent être alimentés en fluide hydraulique par le biais du deuxième circuit de pression. Une telle forme d'exécution permet de maintenir à un niveau faible le flux volumique nécessaire maximal de la première pompe par le fait que, dans des situations de besoin élevé de flux volumique du premier circuit de pression, l'alimentation de celui-ci s'effectue par la deuxième pompe. De telles situations ne sont généralement que de courte durée et n'affectent par conséquent que faiblement l'efficacité énergétique du système hydraulique. [0033] Une unité de commande électronique peut être affectée au système hydraulique, 6 lequel reçoit des signaux d'au moins un capteur, est en liaison de communication avec d'autres unités de commande, et commande les actionneurs du système hydraulique en fonction des signaux de l'au moins un capteur et en fonction d'autres signaux et informations. [0034] L'invention concerne en outre un procédé de fonctionnement du système hydraulique décrit précédemment, selon lequel l'unité de commande règle la pression dans le deuxième circuit de pression en fonction d'un besoin de flux volumique du premier circuit de pression. La soupape de commande de pression peut par exemple être utilisée pour cela. L'unité de commande peut en l'occurrence augmenter la pression dans le deuxième circuit de pression au point que celle-ci dépasse la pression dans le premier circuit de pression de sorte que les consommateurs du premier circuit de pression sont alimentés en fluide hydraulique par la deuxième pompe au lieu de l'être par la première pompe. [0035] L'invention concerne également unc boîte de vitesses à double embrayage pour un groupe motopropulscur de véhicule automobile doté du système hydraulique décrit précédemment. La boîte de vitesses à double embrayage peut en outre comporter une machine électrique qui est agencée pour l'entraînement du véhicule automobile. La boîte de vitesses à double embrayage peut comprendre un embrayage de coupure qui est disposé dans le flux de force entre un moteur thermique du groupe motopropulscur et le double embrayage de la boîte de vitesses à double embrayage. [0036] Des exemples de réalisation de l'invention sont décrits ci-dessous de façon détaillée à l'aide des figures jointes. [0037] [fig.l] La figure 1 montre une représentation schématique d'une boîte de vitesses à double embrayage ; de même que [0038] [fig.2] la figure 2, [0039] [fig.3] la figure 3, [0040] [fig.4] la figure 4 et [0041] [fig.5] la figure 5 montrent chacune un schéma de connexion de différents exemples de réalisation du système hydraulique selon l'invention. [0042] La fig. 1 montre une représentation schématique d'une boîte de vitesses à double embrayage G dotée d'un système hydraulique HY. La boîte de vitesses de véhicule automobile G comporte un arbre de raccordement AN qui peut être raccordé à un arbre d'entraînement GWI par le biais d'un embrayage de coupure KO. Un moteur thermique VM est raccordé à l'arbre de raccordement AN. Un rotor d'une machine électrique EM2 est raccordé à l'arbre d'entraînement GWI. La boîte de vitesses à double embrayage G comporte un tronçon d'embrayage GK qui loge un premier embrayage KI et un deuxième embrayage K2. Les deux embrayages KI, K2 forment un double embrayage. La fermeture du premier embrayage KI permet de raccorder 7 l'arbre d'entraînement GW1 à une première boîte de vitesses partielle. La fermeture du deuxième embrayage K2 permet de raccorder l'arbre d'entraînement GW1 à une deuxième boîte de vitesses partielle. Dans un tronçon de changement de vitesse GW, différents étages de rapports peuvent être constitués entre les boîtes de vitesses partielles et un arbre de sortie GW2 au moyen d'un train de pignons non représenté. Les étages de rapports sont enclenchés ou respectivement déclenchés par exemple au moyen de deux cylindres de commande de vitesses ST1, ST2. [0043] L'alimentation en pression du système hydraulique HY s'effectue par le biais d'une première pompe EP et d'une deuxième pompe MP. La première pompe EP est entraînée par un moteur électrique EM1 affecté exclusivement à la première pompe EP. La deuxième pompe MP est entraînée par l'arbre d'entraînement GW1 qui est entraîné la machine électrique EM2 ou respectivement, quand l'embrayage de coupure KO est fermé, par le moteur thermique VM. Les deux pompes EP, EM aspirent du fluide hydraulique à partir d'un réservoir T du système hydraulique HY et transportent le fluide hydraulique vers les consommateurs du système hydraulique HY. La boîte de vitesses à double embrayage G comporte une unité de commande électronique ECU qui est agencée au moins pour la commande du système hydraulique HY. [0044] La structure de la boîte de vitesses à double embrayage G illustrée sur la figure 1 ne doit être considérée qu'à titre d'exemple. La boîte de vitesses à double embrayage G pourrait également être réalisée sans la machine électrique EM2 et sans l'embrayage de coupure KO de sorte que le moteur thermique VM est raccordé en permanence à l'arbre d'entraînement GW1. [0045] La fig. 2 montre un schéma de connexion du système hydraulique HY selon un premier exemple de réalisation de l'invention. Le système hydraulique HY comporte un premier circuit de pression HI et un deuxième circuit de pression H2. Le premier circuit de pression HI est prévu pour l'actionnement des deux embrayages KI, K2 du double embrayage et pour l'actionnement de l'embrayage de coupure KO. Une soupape de commande de pression VKI, VK2, VKO est affectée à chacun des embrayages KI, K2, KO. Au moyen des soupapes de commande de pression VKI, VK2, VKO, la pression dans le premier circuit de pression HI peut être réglée à un niveau nécessaire pour actionnement de l'embrayage KI, K2, KO respectif. Si la boîte de vitesses à double embrayage G ne comporte pas d'embrayage de coupure KO, la soupape de commande de pression VKO disparaît en conséquence. [0046] Le deuxième circuit de pression H2 est séparé du premier circuit de pression HI par une soupape RS-V et comporte à titre d'exemple trois circuits de consommateurs H2_KS, H2_AK et H2_DI. Le circuit de consommateurs H2_KS sert au refroidissement et à la lubrification de la boîte de vitesses à double embrayage G. Le circuit de consommateurs H2_AK sert à l'actionnement des cylindres de commande de 8 vitesses ST1, ST2 au moyen desquels les embrayages de la boîte de vitesses à double embrayage G sont actionnés. Le circuit de consommateurs H2 DI présent à titre optionnel seulement sert par exemple à l'actionnement d'une synchronisation centrale de la boîte de vitesses à double embrayage G si une telle synchronisation est prévue. [0047] Le premier circuit de pression Hl est raccordé directement à une sortie de la première pompe EP de sorte que la pression de sortie de la première pompe EP définit directement la pression dans le premier circuit de pression Hl . La régulation du régime de la première pompe EP permet de régler en conséquence la pression dans le premier circuit de pression Hl . Le deuxième circuit de pression H2 est raccordé à la deuxième pompe MP par le biais d'une soupape de limitation de pression DB-V2. Si la pression de sortie de la deuxième pompe MP atteint ou dépasse une valeur limite, la sortie de la deuxième pompe MP est raccordée au raccord d'aspiration de la deuxième pompe MP. Cette valeur limite est fonction d'une pré-tension de ressort de la soupape de limitation de pression DB-V2 et d'une force de pilotage qui peut être réglée par une soupape de commande de pression EDS MOP. [0048] La figure 3 montre un schéma de connexion du système hydraulique HY selon un deuxième exemple de réalisation de l'invention dans lequel une soupape de limitation de pression DB-V1 est disposée entre la sortie de la première pompe EP et le premier circuit de pression Hl . Si la pression de sortie de la première pompe EP atteint ou dépasse une valeur limite, la sortie de la première pompe EP est raccordée à un raccord d'aspiration de la première pompe EP. Cette valeur limite est fonction d'une pré-tension de ressort de la soupape de limitation de pression DB-V1 et d'une force de pilotage qui peut être réglée par une soupape de commande de pression EDS_EOP. [0049] La fig. 4 montre un schéma de connexion du système hydraulique HY selon un troisième exemple de réalisation de l'invention qui correspond pour l'essentiel au deuxième exemple de réalisation représenté sur la fig. 3. La soupape de commande de pression EDS_EOP disparaît ici, de sorte que la soupape de limitation de pression DBVI est réglée à une pression limite non variable. [0050] La fig. 5 montre un schéma de connexion du système hydraulique HY selon un quatrième exemple de réalisation de l'invention qui correspond pour l'essentiel au troisième exemple de réalisation représenté sur la fig. 4. La deuxième pompe MP est ici réalisée en tant que pompe à débit variable, c'est-à-dire en tant que pompe avec volume de refoulement variable de façon commandée en présence d'un régime constant. Une telle forme d'exécution de la deuxième pompe MP est également possible dans les autres exemples de réalisation du système hydraulique HY. [0051] Dans tous les exemples de réalisation du système hydraulique HY, les consommateurs du premier circuit de pression HI présentent un besoin de pression élevé et un besoin de flux volumique faible. Du fait du faible besoin de flux volumique 9 du premier circuit de pression Hl, la puissance d'entraînement à appliquer pour la première pompe EP est faible. Lc circuit de consommateurs H2_KS du deuxième circuit de pression H2 n'a besoin que de peu de pression, mais en revanche d'un flux volumique augmenté en comparaison avec le premier circuit de pression Hl . En raison de la faihle pression, la puissance d'entraînement de la deuxième pompe MP à appliquer pour le circuit de consommateurs H2_KS est faihle. Si les autres circuits de consommateurs H2 AK, H2 DI du deuxième circuit de pression H2 réclament une pression plus élevée, la pression dans le deuxième circuit de pression H2 peut être augmentée par la commande de la soupape de commande de pression EDS_MOP pendant la durée de la demande. [0052] En raison du raccordement des deux circuits de pression Hl, H2 par le biais de la soupape RS-V, le volume de refoulement de la première pompe EP peut être maintenu à un faible niveau. En effet, en cas de besoin de flux volumique accru des consommateurs du premier circuit de pression Hl, par exemple pendant un processus de changement de vitesse de la boîte de vitesses à double embrayage G, l'alimentation du premier circuit de pression Hl peut être effectuée en cas de besoin par la deuxième pompe MP. Pour cela, la soupape de commande de pression EDS_MOP est pilotée de telle sorte que la pression dans le deuxième circuit de pression H2 devient plus élevée que la pression dans le premier circuit de pression H1. De ce fait, la soupape RS-V constituée en tant que clapet antiretour s'ouvre automatiquement. Si le système hydraulique HY comporte la soupape de limitation de pression DB-VI, la pression limite de la soupape de limitation de pression DB-VI doit soit être choisie, soit être réglée au moyen de la soupape de commande de pression EDS_EOP de telle sorte que, dans cet état de fonctionnement, aucun raccordement n'est établi à partir du deuxième circuit de pression H2 vers le raccord d'aspiration de la première pompe EP par le biais de la soupape de limitation de pression DB-V1. A l'expiration du processus de changement de vitesse, la pression dans le deuxième circuit de pression H2 est abaissée de nouveau par une commande correspondante de la soupape de commande de pression EDS_MOP de sorte que la première pompe EP assure de nouveau l'alimentation du premier circuit de pression HI. [0053] Repères [0054] G Boîte de vitesses à double embrayage [0055] VM Moteur thermique [0056] AN Arbre de raccordement [0057] KO Embrayage de coupure [0058] EM2 Machine électrique [0059] GW1 Arbre d'entraînement [0060] GW2 Arbre de sortie [0061] GC Carter de boîte de vitesses [0062] GK Tronçon d'embrayage [0063] Kl, K2 Double embrayage [0064] GW Tronçon de changement de vitesse [0065] ST1, ST2 Cylindre de commande de vitesses [0066] ECU Unité de commande électronique [0067] HY Système hydraulique [0068] EP Première pompe [0069] EM1 Moteur électrique [0070] MP Deuxième pompe [0071] T Réservoir [0072] H1 Premier circuit de pression [0073] H2 Deuxième circuit de pression [0074] VK1 Soupape de commande de pression [0075] VK2 Soupape de commande de pression [0076] VKO Soupape de commande de pression [0077] RS-V Soupape [0078] DB-V1 Soupape de limitation de pression [0079] EDS-EOP Soupape de commande de pression [0080] DB-V2 Soupape de limitation de pression [0081] EDS-MOP Soupape de commande de pression [0082] H2_KS Circuit de consommateurs [0083] H2_AK Circuit de consommateurs [0084] H2_DI Circuit de consommateurs 11 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5]