CA2238848C - Vehicule electro-hydraulique a recuperation d'energie - Google Patents
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Abstract
The invention concerns an electro-hydraulic vehicle with energy regeneration comprising a battery (61) supplying power to an electric motor (60), said electric motor (60) operating in the driving phases at its nominal speed for driving at a constant speed a hydraulic pump with variable displacement (4) which is connected in close circuit by channels to at least one hydraulic engine with variable displacement (3), whose volumetric displacement is actuated and controlled within a limited range;
said hydraulic engine (3) indirectly driving one or several wheels of the vehicle (11 to 14). The invention is characterised in that the pump with variable displacement is controlled and managed by a control circuit, controlling and managing (9) the inclination of the control disc of the variable displacement of the hydraulic pump (4), said control and management circuit of the inclination of the control disc of the variable displacement of the pump receiving an information representing the fluid pressure between the pump and the hydraulic engine and an information representing either the power delivered by the battery to the electric motor during the driving phases or the power generated by the electric motor during the braking or slowing down phases and uses these data for correcting the signal controlling the angle of the disc based on the reference limit value for varying the displacement within the range limited by the maximum displacement and a minimum non null displacement.
said hydraulic engine (3) indirectly driving one or several wheels of the vehicle (11 to 14). The invention is characterised in that the pump with variable displacement is controlled and managed by a control circuit, controlling and managing (9) the inclination of the control disc of the variable displacement of the hydraulic pump (4), said control and management circuit of the inclination of the control disc of the variable displacement of the pump receiving an information representing the fluid pressure between the pump and the hydraulic engine and an information representing either the power delivered by the battery to the electric motor during the driving phases or the power generated by the electric motor during the braking or slowing down phases and uses these data for correcting the signal controlling the angle of the disc based on the reference limit value for varying the displacement within the range limited by the maximum displacement and a minimum non null displacement.
Description
VÉHICULE ELECTRO-HYDRAULIQUE
A RÉCUPÉRATION D'ÉNERGIE.
La présente invention concerne un véhicule électro-hydraulique à
récupération d'énergie.
s II est connu dans l'art antérieur des véhicules à traction électrique dans lequel ia vitesse variable du véhicule est obtenue en associant au moteur électrique un variateur qui va, à partir d'une tension continue ou alternative, générer les signaux nécessaires à la commande d'un moteur électrique continu ou alternatifi pour obtenir des vitesses variables de rotation de ce moteur.
Dans 1o ce dispositif, il est bien connu que le rendement optimum est obtenu à la vitesse de rotation nominale de ce moteur et que ce qui, pour d'autres vitesses de rotation entraîne un rendement inférieur à cet optimum. De même, dans les véhicules à transmission hydrostatique en boucle dite fermée, on constate dans l'art antérieur que les moteurs généralement utilisés sont du type à cylindrée is fixe entraînant ainsi une incompatibilité entre la plage de débit nécessaire (possible) et la plage de pression pour laquelle ils ont été conçus et leur interdisant la possibilité d'obtenir des grandes vitesses de déplacement du véhicule tout en étant suffiisamment dimensionnés pour fournir les couples maximums nécessaires au démarrage ou à des firanchissements de pente 2o importante.
Un premier but de l'invention est donc de proposer un véhicule à fraction électro-hydraulique qui permette en effet d'optimiser les conditions de fionctionnement du moteur électrique alimenté par un accumulateur, et d'autre part, d'obtenir aussi bien des couples de démarrage importants lorsque cela est 2s nécessaire que des vitesses sufifisantes pour obtenir un déplacement rapide du véhicule sans avoir à surdimensionner les ëléments hydrauliques.
Ce but est atteint dans une première variante par le fait que le véhicule comporie un accumulateur alimentant un moteur électrique fonctionnant dans
A RÉCUPÉRATION D'ÉNERGIE.
La présente invention concerne un véhicule électro-hydraulique à
récupération d'énergie.
s II est connu dans l'art antérieur des véhicules à traction électrique dans lequel ia vitesse variable du véhicule est obtenue en associant au moteur électrique un variateur qui va, à partir d'une tension continue ou alternative, générer les signaux nécessaires à la commande d'un moteur électrique continu ou alternatifi pour obtenir des vitesses variables de rotation de ce moteur.
Dans 1o ce dispositif, il est bien connu que le rendement optimum est obtenu à la vitesse de rotation nominale de ce moteur et que ce qui, pour d'autres vitesses de rotation entraîne un rendement inférieur à cet optimum. De même, dans les véhicules à transmission hydrostatique en boucle dite fermée, on constate dans l'art antérieur que les moteurs généralement utilisés sont du type à cylindrée is fixe entraînant ainsi une incompatibilité entre la plage de débit nécessaire (possible) et la plage de pression pour laquelle ils ont été conçus et leur interdisant la possibilité d'obtenir des grandes vitesses de déplacement du véhicule tout en étant suffiisamment dimensionnés pour fournir les couples maximums nécessaires au démarrage ou à des firanchissements de pente 2o importante.
Un premier but de l'invention est donc de proposer un véhicule à fraction électro-hydraulique qui permette en effet d'optimiser les conditions de fionctionnement du moteur électrique alimenté par un accumulateur, et d'autre part, d'obtenir aussi bien des couples de démarrage importants lorsque cela est 2s nécessaire que des vitesses sufifisantes pour obtenir un déplacement rapide du véhicule sans avoir à surdimensionner les ëléments hydrauliques.
Ce but est atteint dans une première variante par le fait que le véhicule comporie un accumulateur alimentant un moteur électrique fonctionnant dans
2 les phases motrices du véhicule à sa vitesse nominale pour entraîner à vitesse constante une pompe hydraulique à cylindrée variable commandée et gërée électroniquement par un circuit de contrôle, de gestion et de commande de l'inclinaison du plateau de commande de la cylindrée variable de la pompe s hydraulique à pistons axiaux, qui est reliée en circuit fermé par des canalisations à au moins un moteur hydraulique à cylindrée variable, dont la cylindrée est contrôlée et commandée hydrauüquement dans une plage limitée par la cylindrée maximale et une cylindrée minimale non nulle, le dit moteur hydraulique entraînant indirectement une ou plusieurs roues du véhicule.
1o Ce but est atteint dans une deuxième variante par le fait que le véhicule comporte un accumulateur (61 ) alimentant un moteur électrique (60), le dit moteur électrique fonctionne dans les phases motrices du véhicule à sa vitesse nominale pour entraîner à vitesse constante une pompe hydraulique à cylindrée variable (4) commandée et gérée électroniquement par un circuit de coritrôfe, 1s de gestion et de commande (9) de l'inclinaison du plateau de commande de la cylindrée variable de la pompe hydraulique(4), qui est reliée en circuit fermé
par des canalisations à un ensemble à cylindrée variable de moteurs hydrauliques (31 à 34) ayant chacun une cylindrée fixe, dont la cylindrée de l'ensemble est modifiée hydrauliquement par des vannes (88, 85) dans une 2o plage limitée par la cylindrée maximale de tous les moteurs (31 à 34) de cylindrée fixe et une cylindrée minimale non nulle, chacun desdits moteur hydraulique (31 à 34) étant relié à une roue du véhicule (11 à 14) par l'intermédiaire d'un moyen de désaccouplement (21 à 24) permettant le désaccouplement des roues en fonction de la variation de cylindrée de 2s l'ensemble.
Un autre but de !'invention est de proposer un circuit de commande d'un tel véhicule de façon que les actions effectuées par le conducteur soient en permanence contrôlées et régulées par le circuit de commande pour optimiser les conditions de fonctionnement et de récupération d'énergie du véhicule.
1o Ce but est atteint dans une deuxième variante par le fait que le véhicule comporte un accumulateur (61 ) alimentant un moteur électrique (60), le dit moteur électrique fonctionne dans les phases motrices du véhicule à sa vitesse nominale pour entraîner à vitesse constante une pompe hydraulique à cylindrée variable (4) commandée et gérée électroniquement par un circuit de coritrôfe, 1s de gestion et de commande (9) de l'inclinaison du plateau de commande de la cylindrée variable de la pompe hydraulique(4), qui est reliée en circuit fermé
par des canalisations à un ensemble à cylindrée variable de moteurs hydrauliques (31 à 34) ayant chacun une cylindrée fixe, dont la cylindrée de l'ensemble est modifiée hydrauliquement par des vannes (88, 85) dans une 2o plage limitée par la cylindrée maximale de tous les moteurs (31 à 34) de cylindrée fixe et une cylindrée minimale non nulle, chacun desdits moteur hydraulique (31 à 34) étant relié à une roue du véhicule (11 à 14) par l'intermédiaire d'un moyen de désaccouplement (21 à 24) permettant le désaccouplement des roues en fonction de la variation de cylindrée de 2s l'ensemble.
Un autre but de !'invention est de proposer un circuit de commande d'un tel véhicule de façon que les actions effectuées par le conducteur soient en permanence contrôlées et régulées par le circuit de commande pour optimiser les conditions de fonctionnement et de récupération d'énergie du véhicule.
3 Ce but est atteint par le fait que le circuit de contrôle et de commande de l'inclinaison du plateau de commande de la cylindrée variable de la pompe, reçoit d'une pari une information représentative de la pression du fluide entre la y pompe et le moteur hydraulique et d'autre part, une information représentative soit du courant débité par l'accumulateur à destination du moteur électrique pendant les phases motrices sort du courant généré par le moteur électrique pendant les phases de freinage ou de ralentissement et exploite ces informations pour corriger le signal de commande de l'angle du plateau en fonction de valeurs limites de référence.
1o Selon une autre particularité, les valeurs (imites de référence fixées par le circuit de contrôle , de gestion et de commande de 1'incünaison du plateau permettent de recharger l'accumulateur pendant les phases de freinage ou de ralentissement du véhicule.
Selon une autre particularité, le circuit de gestion de la tension de 1s commande du plateau déterminant la variation de cylindrée de la pompe reçoit un signal représentatif de l'enfoncement de la pédale d'accélérateur, un signal représentatif d'un interrupteur indiquant le déplacement en avant ou en arrière de la commande de déplacement avant/arrière du véhicule, un signal représentatif de l'actionnement de la pédale de frein et un signal généré par un 2o premier circuit et représentatif de la validation de la marche avant/arrière du véhicule et un signal généré par un second circuit représentatif du maintien de la tension de commande pour le circuit de gestion pour limiter la variation de la tension de commande.
Selon une autre particularité constituée par la sortie d'un circuit logique 2s u OU » à trois entrées, dont une entrée reçoit un signal représentant l'état de charge de la batterie ;
une autre entrée reçoit un signa! représentatif du courant débité ou reçu par l'accumulateur ;
1o Selon une autre particularité, les valeurs (imites de référence fixées par le circuit de contrôle , de gestion et de commande de 1'incünaison du plateau permettent de recharger l'accumulateur pendant les phases de freinage ou de ralentissement du véhicule.
Selon une autre particularité, le circuit de gestion de la tension de 1s commande du plateau déterminant la variation de cylindrée de la pompe reçoit un signal représentatif de l'enfoncement de la pédale d'accélérateur, un signal représentatif d'un interrupteur indiquant le déplacement en avant ou en arrière de la commande de déplacement avant/arrière du véhicule, un signal représentatif de l'actionnement de la pédale de frein et un signal généré par un 2o premier circuit et représentatif de la validation de la marche avant/arrière du véhicule et un signal généré par un second circuit représentatif du maintien de la tension de commande pour le circuit de gestion pour limiter la variation de la tension de commande.
Selon une autre particularité constituée par la sortie d'un circuit logique 2s u OU » à trois entrées, dont une entrée reçoit un signal représentant l'état de charge de la batterie ;
une autre entrée reçoit un signa! représentatif du courant débité ou reçu par l'accumulateur ;
4 _ la troisiéme entrée reçoit un signal représentatif de la pression du fluide entre la pompe et le moteur par rapport à une pression de référence maximale.
Selon une autre particularité, le signal de pression est délivré par la sortie d'un comparateur recevant sur une de ses entrées le signal du capteur de s pression provenant du circuit entre 1a pompe et le moteur hydraulique, et d'autre part une tension de référence représentative de la pression maximale.
Selon une autre particularité, le circuit générant le signal représentatif du courant de charge généré par le moteur électrique vers l'accumulateur ou du courant débité par l'accumulateur dans le moteur électrique est constitué d'un io comparateur recevant sur une de ses entrées le signal de sortie d'un amplificateur de fa valeur absolue du courant mesuré par un capteur de boucles de courant, et sur sa seconde entrée un signal représentatif d'un courant de rëférence 1o, I,, 12 qui dépendra d'une détection de polarité d'une part, et d'autre part d'une détection de la mise en oeuvre des freins.
1s Selon une autre particularité, la détection de polarité est effectuée par un circuit détecteur de polarité qui actionne lors de la détection d'une inversion du sens du courant signalant une charge de l'accumulateur, la commutation d'un interrupteur permettant de commuter la tension d'alimentation du circuit électronique d'une première position alimentant un premier élément générant 2o un premier signal représentatif d'un premier courant maxima( 1o admissible par le moteur électrique, vers une seconde position alimentant un second élément générant un deuxième signal représentatif d'un second courant I, correspondant à un courant de ralentissement du véhicule.
Selon une autre particularité, l'interrupteur de défection de 2s l'actionnement des freins commande l'inverseur de commutation de la tension d'alimentation du circuit électonique sur un troisième circuit délivrant une tension représentative d'un courant 12 fixe ou variable de freinage du véhicule.
Selon une autre particularité, le moteur électrique est à courant continu et excitation parallèle.
WO 98/14344 PCT/Fdt96/0153I
-Selon une autre particularité, le moteur électrique est à courant alternatif ~ de type synchrone ou asynchrone et le circuit d'alimentation électrique provenant de l'accumulateur comprend un onduleur.
D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront s plus clairement à la lecture de la description ci-après faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1A représente une vue schématique du dispositif d'entraïnement électro-hydraulique du véhicule selon une première variante;
la figure 1 B représente une deuxième variante du dispositif 1o d'entraînement du véhicule électro-hydraulique;
la figure 1 C représente une troisième variante du dispositif d'entraînement du véhicule électro-hydraulique;
la figure 2 représente un schéma du circuit de commande du plateau de variation de la cylindrée de fa pompe pour le véhicule électro-hydraulique selon 1s une des figures 1 A, 1 B ou 1 C.
Le véhicule est constitué, dans une première variante représentée à la figure 1A, d'un accumulateur (61 ) qui alimente en courant continu par un interrupteur (63) et une ligne (65) un moteur électrique (60). Dans la variante représentée le moteur électrique (60) est à courant continu et excitation 20 ~parailè(e. Dans d'autres modes de réalisation de l'invention le moteur électrique peut être du type moteur alternatif synchrone ou asynchrone et dans ce cas ü
suffit d'ajouter au circuit électrique un onduleur L'éventuel onduleur et le moteur électrique sont calculés pour permettre un fonctionnement du moteur électrique à vitesse nominale pratiquement constante qui sera de !'ordre de 3.000 2s tours/minute. Ce moteur (60) entraîne par son arbre de sortie une pompe hydraulique (4) à cylindrée variable. Cette pompe hydraulique (4) est reliée par une canalisation d'alimentation ou de refoulement (50) et une canalisation de retour ou d'aspiration (58) à un moteur hydraulique (3) à cylindrée variable.
Ce moteur hydraulique (3) à cylindrée variable est en fait une pompe utilisée en moteur et dont la commande mécanique ou électronique de gestion de l'inclinaison du plateau a été remplacée par un circuit hydraulique (59) qui constitue une unité hydraulique de commande angulaire de l'inclinaison du plateau du moteur hydraulique à partir des pressions de fluide prélevées sur les s sorties d'aspiration et de refoulement du moteur hydraulique pour actionner mëcaniquement l'inclinaison du plateau du moteur hydraulique dans une plage angulaire limitée par fa valeur maximale possible et un valeur inférieure non nulle déterminée par les performances souhaitées pour la transmission. Les pompes utilisées en pompe (4) ou en moteur hydraulique (3) sont du type à
zo piston axiaux telles que par exemple celles commercialisées par la firme « Danfoss » sous la référence HTP 25, 40 et 63 en fonction de fa cylindrée choisie pour la puissance nécessaire.
Le moteur (3) entraîne par son arbre de sortie un réducteur (7) constituant également un différentiel dont les deux arbres de sortie entraînent zs par des cardans (71, 73) les roues associées (11, respectivement 13). Le réducteur est relié par une liaison mécanique ou autre à la manette de commande de marche avant ou arrière ou de point mort , pour lors de la mise en position point mort provoquer dans le réducteur le désaccouplement permettant fa mise en roue libre des roues. Par ailleurs selon la position de la 2o manette correspondant à la marche avant ou à la marche arrière, le plateau de la pompe (4) aura un angle d'inclinaison opposé par rapport à la position neutre correspondant à l'angle nul.
Un circuit de commande (9) reçoit par une liaison (95) un signa!
provenant d'un capteur de pression (45) monté sur la pompe (4) et représentatif 2s de la pression existant dans la canalisation (50) d'afimentation du moteur hydraulique (3). Ce mëme circuit de commande (9) délivre par sa sortie (94) un signa! pour l'actionneur (incorporé de façon classique dans la pompe) de commande de l'angle du plateau de variation de la cylindrée de la pompe (4).
Ce circuit (9) reçoit par la liaison (96) une information, délivrée par un capteur 3o de courant (69), représentative du courant électrique circulant entre WO 98/14344 PCTlFR9bl01531 7 _ l'accumulateur (61 } et le moteur (60), que ce soit en courant d'alimentation du moteur ou en courant de récupération pour la charge de l'accumulateur lorsque le moteur électrique (60) fonctionne en générateur. Dans ce dernier cas, l'interrupteur (63) du circuit reliant l'accumulateur au moteur électrique (60) sera s ouveri et le courant de récupération circulera à travers la diode (64) du circuit électrique, montée en inverse et en parallèle sur l'interrupteur (63).
Le circuit de commande (9), représenté schématiquement et plus en détail sur la figure 2, est constitué d'un circuit électronique (940} de gestion de la tension de commande du plateau de variation de cylindrée de la pompe (4).
1o Ce circuit électronique (940} délivre, par une sortie (94), une tension permettant de commander l'inclinaison du plateau de façon à déterminer la cylindrée de la pompe (4}. Cette commande varie en fonction d'un signal représentatif de la position de l'accélérateur du véhicule qui est reçu sur une entrée (949) du circuit (940). Ce signal est fourni par un potentiomètre (941 ) couplé à !a pédale 1s d'accélération et la tension fournie par ce potentiomètre sur l'entrée (949) est proportionnelle à l'enfoncement de l'accélérateur. En fonction de ce signal, le circuit électronique (940) de gestion de la tension de commande va délivrer sur sa sortie (94) une tension qui devrait varier selon une rampe proportionnellement à fa commande de l'accélérateur, cette rampe ayant une 2o pente positive ou négative en fonction d'une information reçue sur une autre éntrée du circuit de gestion (940) et représentant la commande marche avant ou marche arrière délivrée sur une ligne (942) par un interrupteur associé à
la manette de commande de la marche avant/marche arrière. La valeur positive ou négative de la rampe de fa tension sera également validée par une information 2s délivrée par la sortie d'une porte ET (943) à deux entrées, dont l'une des entrées reçoit un signal (944) représentatif de la rotation de la pompe (4) et une autre entrée reçoit un signal (954) représentatif de la pression nulle ou non nulle du fluide en sortie de la pompe. Ce signal est délivré par ia sorüe d'un comparateur (953), dont une entrée , par exempte reliée à la masse, reçoit une so tension de référence représentative de la valeur 0 et l'autre entrée reçoit la WO 98/14344 PCTJFR.9G/01531 8 _ tension de sortie d'un amplificateur (950). L'entrée de l'amplificateur (950) reçoit le signa! de sortie (95) d'un capteur de pression (45) branché en sortie de la pompe (4). Le comparateur (953) délivrera un signal de valeur logique « 1 »
lorsque la pression sera nulle, c'est-à-dire lorsque l'utilisateur du véhicule s pourra effectivement passer de fa marche avant en marche arrière.
L'information de freinage (971 ) délivrée par l'interrupteur (969) est reçue en entrée (972) du circuit (940). Cette information de freinage (971 ) sera interprétée par le circuit (940) comme étant équivalente à la valeur minimale du potentiomètre d'accélérateur (941 ) correspondant à une pression nulle sur la 1o pédale d'accélérateur. Cette fonction inhibe l'action de l'accélérateur lorsque le frein est actionné.
La variation de la tension de, commande délivrée sur la ligne (94) à la pompe (4), générée par le circuit (940) sera limitée par le circuit décrit ci-après qui délivrera en sortie le signa( MTC (Maintien de la Tension de Commande).
1s Ce circuit est constitué d'une porte OU (948) à trois entrées, dont une prernière entrée reçoit la sortie d'une porte ET (945) à deux entrées. Cette porte ET
(945) reçoit sur son entrée (946) une information représentative du signe du courant délivrée par le détecteur de polarité (962) et sur son entrée (947) une tension représentative de l'état de charge de l'accumulateur (61 ) délivrée par le circuit 20 (62) de contrôle de l'état de charge de la batterie. Lorsque l'état de charge de l'accumulateur est à son maximum et que l'information représentative du signe du courant correspond à une récupération d'énergie, la porte ET (945) délivre un signal logique « 1 » qui va venir, par le biais de la porte OU (948) délivrer un signal MTC au niveau logique « 1 » ; ce qui bloque l'évolution de la valeur de la 2s tension de commande (94) agissant sur la variation de fa commande du plateau et supprimer la variation de commande de plateau. La deuxième entrée de la porte OU (948) reçoit la sortie d'un comparateur (951 ) dont une première entrée reçoit un premier signal représentatif de la pression hydraulique en sortie de fa pompe. Ce premier signal est délivré par la sortie de l'amplificateur (950).
Ce 3o premier signal est comparé à une tension de référence représentative d'une WO 98/14344 PCT/à~R96/01531 pression de référence, délivrée par un circuit (952). Là encore, lorsque ia ' pression dans le circuit devient égale à la pression de réfërence, le comparateur (951 ) délivre une tension correspondant à ia valeur logique « 1 »
.
V
La porte OU (948) va générer un signal correspondant à la valeur logique « 1 »
s qui va bloquer l'ëvoiution de la valeur de la tension de commande agissant sur la variation de la commande (94) du plateau de la pompe (4).
Enfin la troisième entrée du circuit OU est constituée par la sortie d'un troisième comparateur (963) dont une entrée est reliée à ia sortie d'un circuit (961 } délivrant une tension représentative de la valeur absolue de courant 1o circulant dans la ligne (65) d'alimentation du moteur (60). Cette tension représentative du courant étant prélevée par un capteur (96) à boucle de courant. La sortie de ce capteur (96) est également envoyée sur un circuit (962) détecteur de polarité de la tension représentative du signe du courant. Ce détecteur de polarité commandera !e basculement de l'inverseur (964) lorsque 1s fa polarité du courant indiquera un courant de récupération délivré par le moteur (60), lors des régimes de ralentissement et lors de l'actionnement de ia pédale de frein du véhicule.
L'inverseur (964) bascule entre deux positions pour mettre en relation alternativement une tension d'alimentation, soit avec un circuit (965) permettant 2o de délivrer une tension représentative d'un courant de référence 1o correspondant au courant maximum admissible par le moteur électrique (60) soit avec un second circuit (970). Dans ce cas l'inverseur (964) bascule sur une ligne intermédiaire (970) qui est reliée à un second inverseur (966) dont le basculement est commandé par un interrupteur (969) couplé à l'actionnement 2s du frein du véhicule. En l'absence de l'actionnement du frein, cet inverseur (966) permet !'alimentation d'un circuit (967) destiné à délivrer sur le comparateur (963) un signa( I, représentatif d'une référence correspondant à
un courant de ralentissement qui est le courant généré par le moteur {60).
Lorsque l'actionnement de la pédale de frein est détectée par l'interrupteur (969), celui-3o ci par fermeture du circuit électrique commande le basculement de l'inverseur WO 98!14344 PCTJFR96101531 (966), lequel fait basculer la transmission de la tension d'alimentation par la ligne (970) sur le circuit (968).Ce circuit (968) permet de délivrer une tension de référence proportionnelle à un courant de référence Iz fixe ou variable correspondant à un courant prédéterminé de freinage et au courant de charge s admissible par l'accumulateur qui peut être généré pendant l'opération de freinage. Dans un mode de réalisation, la valeur variable 12 est définie par une valeur en relation avec la pression physique exercée par l'utilisateur sur la pédale de frein, de façon à privilégier le freinage par récupération d'énergie par rapport à celui par dissipation thermique obtenu par les plaquettes de freins.
!o Cette valeur peut ëtre obtenue, en disposant, dans le circuit hydraulique de freinage un capteur de pression hydraulique pour délivrer une valeur analogique ëfectrique, soit proportionnelle, soit non proportionnelle non ünëaire selon une foi définie et qui correspond à cette référence variable 12 et pouvant tenir compte de l'état de charge de la batterie (61 ). Les trois diodes d1, d2, d3 Zs permettent de réaliser une fonction OU analogique des réfërences !o, I~, 12.
En fonctionnement, lorsque la valeur du courant représentée par la sortie de l'amplificateur en valeur absolue (961 ) correspond à l'une des trois valeurs de référence délivrée par une des trois diodes d1, d2, d3 et fixée en fonction de la position des inverseurs (964, 966), le comparateur (963) délivre à sa sortie 2o un signal de niveau logique « 1 » qui va bloquer ('évolution de la valeur de la tension de commande agissant sur la variation de la commande du plateau dans le circuit (940). Ainsi lors des phases d'accélération ou de démarrage, le courant circulant dans le câble (65) d'alimentation du moteur sera en permanence limité à la valeur maximum fixée par !e circuit (965).
2s Lorsque l'utilisateur relâche la pédale d'accélérateur pour provoquer un ralentissement du véhicule, le fonctionnement de la transmission hydraulique (3,4) va s'inverser et le moteur hydraulique (3) va fonctionner comme une pompe dont l'angle d'inclinaison du plateau sera géré par le circuit hydraulique (59) entre les valeurs limites fixées et en fonction de la pression hydraulique 3o résultant des couples résistants générés par les roues, issus de l'inertie du véhicule. La pompe (4) va fonctionner comme un moteur, dont l'angle du plateau sera gëré par le circuit (940). A ce moment-là, la vitesse de rotation de la pompe (4) augmente provoquant une augmentation de vitesse de rotation du moteur électrique qui se met à fonctionner en génératrice de courant. Lorsque s la tension délivrée par le moteur électrique fonctionnant en génératrice devient supérieure à la tension de l'accumulateur (61 ), le moteur électrique fournit un courant qui est utilisé pour recharger l'accumulateur. Lorsque la pédale d'accélérateur est relâchée partiellement, l'interrupteur (63) reste fermé et ce courant de récupération passe directement dans l'accumulateur pour le 1o recharger. Lorsque ia pédale d'accélérateur est relâchée totalement, l'interrupteur (63) s'ouvre et le courant de récupération passe par la diode (64).
L'interrupteur (63) s'ouvre et le courant de récupération passe par la diode (64).
L'interrupteur (63) est constitué par exemple d'un refais de puissance dont la bobine est alimentée soit par l'interrupteur d'actionnement des freins (969), soit 1s par l'interrupteur couplé à la pédale d'accélérateur. Le fait d'actionner le frein ferme l'interrupteur (969) et permet de couper l'alimentation du moteur électrique (60) en ouvant l'interrupteur (63}. Dans les deux cas, la détection de l'inversion du sens du signe du courant provoque la commutation de l'inverseur (964). pour mettre en liaison la tension d'alimentation avec la liaison (970) et 20 ,fixer la référence de courant 1, par le circuit (967). Tant que le courant de ralentissement mesuré en sortie de l'amplificateur (961 ) reste inférieur à la référence I,, le comparateur (963) n'a pas de sortie logique au niveau 1, et dès que le courant devient égal à la référence I,, le comparateur produit une sortie logique au niveau 1 qui va bloquer l'évolution de la valeur de la tension de 2s commande agissant sur la variation de la commande du plateau.
Lorsque l'utilisateur, après avoir totalement levé le pied de l'accélérateur, appuie sur la pédale de frein, celle-ci provoque la fermeture du contact (969) qui actionne l'inverseur (966) de façon à ie taire basculer de la position reprësentée en pointillés vers la position dans lequel la ligne (970) est en 3o communication avec le circuit (968). Dans ce cas-là, la valeur du courant de récupération pourra augmenter jusqu'à ce qu'elle soit égale à la valeur de référence !2 augmentant ainsi l'effet de freinage de l'ensemble électro-hydraulique. Lors de la phase de ralentissement ou de freinage, l'angle de variation du plateau va permettre à 1a pompe (4), fonctionnant en moteur s hydraulique, de tourner plus ou moins vite et d'entraîner plus ou moins vite te moteur électrique (60). En fonction de l'angle du plateau et de la vitesse de rotation du moteur électrique (60), l'utilisateur va obtenir un phénomène de freinage et en même temps un courant qui permettra la recharge de l'accumulateur {61 ).
1o Dans la deuxième variante de réalisation de l'invention de la figure 1 B, le moteur électrique (60) entraîne une pompe (4) hydraulique à cylindrée variable, laquelle pompe (4) est reliée par ses canalisation d'aspiration {58) et de refoulement (50) à deux moteurs (3d, 3g) a cylindrée variable commandés comme précédemment par les boîtiers respectifs (59d, 59g). Les moteur de 1s droite (3d) et respectivement de gauche (3g) sont reliés d'une part à la canalisation de refoulement (50) par une canalisation (53A), respectivement (51A) et d'autre part à la canalisation d'aspiration (58) par une canalisation (53R), respectivement (51 R). L'arbre de sortie de chaque moteur hydraulique (3d, 3g) est relië à sa roue respective ( 9 3, 11 ) du véhicule par un rëducteur 20 respectif {73, 71 ). Les autres éléments de cette variante sont en tout point identiques à la première variante. Le fonctionnement est également identique à
l'exception près que la position neutre de la manette de commande de la transmission du véhicule désaccouple les deux réducteurs (71, 73).
Dans une troisième variante de réalisation de l'invention représentée à ia 2s figure 1 C, la pompe hydraulique à cylindrée variable (4) alimente quatre moteurs hydrauliques (31 à 34) à cylindrée fixe. L'arbre de sortie de chaque moteur à cylindrée fixe (31 à 34) est relié par un dispositif de désaccouplement mécanique respectif (21 à 24) à la roue respective (11 à 14) associée au moteur pour permettre de désaccoupler chacune des roues lors de certaines so opérations, telles que par exemple, les opérations de remorquage, ou changement decyfindrée. Les canalisations respectives (51A à 54A) d'arrivée du fluide aux moteurs respectifs {31 à 34) sont reliées à la canalisation de refoulement (50) de la pompe et les canalisations respectives (51 R à 54R) de retour du fluide des moteurs respectifs (31 à 34) sont reliées à la canalisation d'aspiration (58) de la pompe. L'alimentation des moteurs du train arrière du véhicule constituée par les moteurs (31 ) et {33) peut ëtre supprimée par l'intermédiaire des éfectro-vannes (85}, respectivement (88) disposées sur les canalisations d'aspiration (50), respectivement de refoulement (58). Ces moteurs à cylindrée fixe peuvent être, par exemple, des moteurs-roues du type 1o orbital à vitesse lente et couple élevé de !a série « OMS » commercialisée par la firme « Danfoss ». Les autres éléments du véhicule sont identiques à ceux de la première variance à la différence près de la manette de commande (80) servant à sélectionner soit la marche arrière (AR), soit le neutre (N), soit la marche avant à fort couple et faible vitesse (1 ), soit la marche avant â
faible 1s couple et grande vitesse (2). Les positions de la manette de sélection sont respectivement : AR, N, 1, 2. La position « AR » actionne le signal appliqué à
l'entrée (942) du circuit (940) comme décrit dans les autres variantes. La position « N » agit mécaniquement ou électriquement sur les désaccouplements (21 ), (22), (23), (24) en fermant les vannes (88), (85), en accouplant la roue 20 (12) avec le moteur (32) et la roue (14) avec le moteur (34) au moyen du dispositif d'accouplement (22) et respectivement (24), en dësaccouplant la roue (11 ) du moteur (31 ) et la roue (13) du moteur (33) au moyen du dispositif de désaccoup(ement (21 ) et respectivement (23}. La position « 2 » agit simultanément mécaniquement, ou électriquement, sur les deux vannes {88), 2s {85) et les désaccouplements (21 ),(22), (23), (24) en ouvrant les vannes (88), (85) et accouplant les quatre roues {12), (14), (11), (13) aux quatre moteurs {32}, {34}, (31 ), (33) au moyen des dispositifs respectifs (22), (24), (21 ) , (23}.
La manette {80) ne peut être actionnée que lorsque ce véhicule est à l'arrêt, état validé par l'information de la fonction « ET » (943). Pour le reste Ie WO 98/14344 PCT/FR.96/01531 fonctionnement du circuit (9) est identique à celui décrit en relation avec la variante de réalisation de la figure 1A.
Dans les différentes variantes du véhicule, il va de soit que le véhicule est équipé d'un système de freinage classique venant suppléer ou compléter le s freinage de récupération obtenu selon l'invention.
D'autres modifications à fa portée de l'homme de mëtier font également partie de l'esprit de l'invention.
Ainsi les circuits logiques de la figure 2 pourraient être remplacés, en tout ou partie, par un micro-controleur associé à un programme adéquat et aux 1o interfaces nécessaires pour réaliser les mêmes fonctions que le circuit de la figure 2.
Selon une autre particularité, le signal de pression est délivré par la sortie d'un comparateur recevant sur une de ses entrées le signal du capteur de s pression provenant du circuit entre 1a pompe et le moteur hydraulique, et d'autre part une tension de référence représentative de la pression maximale.
Selon une autre particularité, le circuit générant le signal représentatif du courant de charge généré par le moteur électrique vers l'accumulateur ou du courant débité par l'accumulateur dans le moteur électrique est constitué d'un io comparateur recevant sur une de ses entrées le signal de sortie d'un amplificateur de fa valeur absolue du courant mesuré par un capteur de boucles de courant, et sur sa seconde entrée un signal représentatif d'un courant de rëférence 1o, I,, 12 qui dépendra d'une détection de polarité d'une part, et d'autre part d'une détection de la mise en oeuvre des freins.
1s Selon une autre particularité, la détection de polarité est effectuée par un circuit détecteur de polarité qui actionne lors de la détection d'une inversion du sens du courant signalant une charge de l'accumulateur, la commutation d'un interrupteur permettant de commuter la tension d'alimentation du circuit électronique d'une première position alimentant un premier élément générant 2o un premier signal représentatif d'un premier courant maxima( 1o admissible par le moteur électrique, vers une seconde position alimentant un second élément générant un deuxième signal représentatif d'un second courant I, correspondant à un courant de ralentissement du véhicule.
Selon une autre particularité, l'interrupteur de défection de 2s l'actionnement des freins commande l'inverseur de commutation de la tension d'alimentation du circuit électonique sur un troisième circuit délivrant une tension représentative d'un courant 12 fixe ou variable de freinage du véhicule.
Selon une autre particularité, le moteur électrique est à courant continu et excitation parallèle.
WO 98/14344 PCT/Fdt96/0153I
-Selon une autre particularité, le moteur électrique est à courant alternatif ~ de type synchrone ou asynchrone et le circuit d'alimentation électrique provenant de l'accumulateur comprend un onduleur.
D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront s plus clairement à la lecture de la description ci-après faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1A représente une vue schématique du dispositif d'entraïnement électro-hydraulique du véhicule selon une première variante;
la figure 1 B représente une deuxième variante du dispositif 1o d'entraînement du véhicule électro-hydraulique;
la figure 1 C représente une troisième variante du dispositif d'entraînement du véhicule électro-hydraulique;
la figure 2 représente un schéma du circuit de commande du plateau de variation de la cylindrée de fa pompe pour le véhicule électro-hydraulique selon 1s une des figures 1 A, 1 B ou 1 C.
Le véhicule est constitué, dans une première variante représentée à la figure 1A, d'un accumulateur (61 ) qui alimente en courant continu par un interrupteur (63) et une ligne (65) un moteur électrique (60). Dans la variante représentée le moteur électrique (60) est à courant continu et excitation 20 ~parailè(e. Dans d'autres modes de réalisation de l'invention le moteur électrique peut être du type moteur alternatif synchrone ou asynchrone et dans ce cas ü
suffit d'ajouter au circuit électrique un onduleur L'éventuel onduleur et le moteur électrique sont calculés pour permettre un fonctionnement du moteur électrique à vitesse nominale pratiquement constante qui sera de !'ordre de 3.000 2s tours/minute. Ce moteur (60) entraîne par son arbre de sortie une pompe hydraulique (4) à cylindrée variable. Cette pompe hydraulique (4) est reliée par une canalisation d'alimentation ou de refoulement (50) et une canalisation de retour ou d'aspiration (58) à un moteur hydraulique (3) à cylindrée variable.
Ce moteur hydraulique (3) à cylindrée variable est en fait une pompe utilisée en moteur et dont la commande mécanique ou électronique de gestion de l'inclinaison du plateau a été remplacée par un circuit hydraulique (59) qui constitue une unité hydraulique de commande angulaire de l'inclinaison du plateau du moteur hydraulique à partir des pressions de fluide prélevées sur les s sorties d'aspiration et de refoulement du moteur hydraulique pour actionner mëcaniquement l'inclinaison du plateau du moteur hydraulique dans une plage angulaire limitée par fa valeur maximale possible et un valeur inférieure non nulle déterminée par les performances souhaitées pour la transmission. Les pompes utilisées en pompe (4) ou en moteur hydraulique (3) sont du type à
zo piston axiaux telles que par exemple celles commercialisées par la firme « Danfoss » sous la référence HTP 25, 40 et 63 en fonction de fa cylindrée choisie pour la puissance nécessaire.
Le moteur (3) entraîne par son arbre de sortie un réducteur (7) constituant également un différentiel dont les deux arbres de sortie entraînent zs par des cardans (71, 73) les roues associées (11, respectivement 13). Le réducteur est relié par une liaison mécanique ou autre à la manette de commande de marche avant ou arrière ou de point mort , pour lors de la mise en position point mort provoquer dans le réducteur le désaccouplement permettant fa mise en roue libre des roues. Par ailleurs selon la position de la 2o manette correspondant à la marche avant ou à la marche arrière, le plateau de la pompe (4) aura un angle d'inclinaison opposé par rapport à la position neutre correspondant à l'angle nul.
Un circuit de commande (9) reçoit par une liaison (95) un signa!
provenant d'un capteur de pression (45) monté sur la pompe (4) et représentatif 2s de la pression existant dans la canalisation (50) d'afimentation du moteur hydraulique (3). Ce mëme circuit de commande (9) délivre par sa sortie (94) un signa! pour l'actionneur (incorporé de façon classique dans la pompe) de commande de l'angle du plateau de variation de la cylindrée de la pompe (4).
Ce circuit (9) reçoit par la liaison (96) une information, délivrée par un capteur 3o de courant (69), représentative du courant électrique circulant entre WO 98/14344 PCTlFR9bl01531 7 _ l'accumulateur (61 } et le moteur (60), que ce soit en courant d'alimentation du moteur ou en courant de récupération pour la charge de l'accumulateur lorsque le moteur électrique (60) fonctionne en générateur. Dans ce dernier cas, l'interrupteur (63) du circuit reliant l'accumulateur au moteur électrique (60) sera s ouveri et le courant de récupération circulera à travers la diode (64) du circuit électrique, montée en inverse et en parallèle sur l'interrupteur (63).
Le circuit de commande (9), représenté schématiquement et plus en détail sur la figure 2, est constitué d'un circuit électronique (940} de gestion de la tension de commande du plateau de variation de cylindrée de la pompe (4).
1o Ce circuit électronique (940} délivre, par une sortie (94), une tension permettant de commander l'inclinaison du plateau de façon à déterminer la cylindrée de la pompe (4}. Cette commande varie en fonction d'un signal représentatif de la position de l'accélérateur du véhicule qui est reçu sur une entrée (949) du circuit (940). Ce signal est fourni par un potentiomètre (941 ) couplé à !a pédale 1s d'accélération et la tension fournie par ce potentiomètre sur l'entrée (949) est proportionnelle à l'enfoncement de l'accélérateur. En fonction de ce signal, le circuit électronique (940) de gestion de la tension de commande va délivrer sur sa sortie (94) une tension qui devrait varier selon une rampe proportionnellement à fa commande de l'accélérateur, cette rampe ayant une 2o pente positive ou négative en fonction d'une information reçue sur une autre éntrée du circuit de gestion (940) et représentant la commande marche avant ou marche arrière délivrée sur une ligne (942) par un interrupteur associé à
la manette de commande de la marche avant/marche arrière. La valeur positive ou négative de la rampe de fa tension sera également validée par une information 2s délivrée par la sortie d'une porte ET (943) à deux entrées, dont l'une des entrées reçoit un signal (944) représentatif de la rotation de la pompe (4) et une autre entrée reçoit un signal (954) représentatif de la pression nulle ou non nulle du fluide en sortie de la pompe. Ce signal est délivré par ia sorüe d'un comparateur (953), dont une entrée , par exempte reliée à la masse, reçoit une so tension de référence représentative de la valeur 0 et l'autre entrée reçoit la WO 98/14344 PCTJFR.9G/01531 8 _ tension de sortie d'un amplificateur (950). L'entrée de l'amplificateur (950) reçoit le signa! de sortie (95) d'un capteur de pression (45) branché en sortie de la pompe (4). Le comparateur (953) délivrera un signal de valeur logique « 1 »
lorsque la pression sera nulle, c'est-à-dire lorsque l'utilisateur du véhicule s pourra effectivement passer de fa marche avant en marche arrière.
L'information de freinage (971 ) délivrée par l'interrupteur (969) est reçue en entrée (972) du circuit (940). Cette information de freinage (971 ) sera interprétée par le circuit (940) comme étant équivalente à la valeur minimale du potentiomètre d'accélérateur (941 ) correspondant à une pression nulle sur la 1o pédale d'accélérateur. Cette fonction inhibe l'action de l'accélérateur lorsque le frein est actionné.
La variation de la tension de, commande délivrée sur la ligne (94) à la pompe (4), générée par le circuit (940) sera limitée par le circuit décrit ci-après qui délivrera en sortie le signa( MTC (Maintien de la Tension de Commande).
1s Ce circuit est constitué d'une porte OU (948) à trois entrées, dont une prernière entrée reçoit la sortie d'une porte ET (945) à deux entrées. Cette porte ET
(945) reçoit sur son entrée (946) une information représentative du signe du courant délivrée par le détecteur de polarité (962) et sur son entrée (947) une tension représentative de l'état de charge de l'accumulateur (61 ) délivrée par le circuit 20 (62) de contrôle de l'état de charge de la batterie. Lorsque l'état de charge de l'accumulateur est à son maximum et que l'information représentative du signe du courant correspond à une récupération d'énergie, la porte ET (945) délivre un signal logique « 1 » qui va venir, par le biais de la porte OU (948) délivrer un signal MTC au niveau logique « 1 » ; ce qui bloque l'évolution de la valeur de la 2s tension de commande (94) agissant sur la variation de fa commande du plateau et supprimer la variation de commande de plateau. La deuxième entrée de la porte OU (948) reçoit la sortie d'un comparateur (951 ) dont une première entrée reçoit un premier signal représentatif de la pression hydraulique en sortie de fa pompe. Ce premier signal est délivré par la sortie de l'amplificateur (950).
Ce 3o premier signal est comparé à une tension de référence représentative d'une WO 98/14344 PCT/à~R96/01531 pression de référence, délivrée par un circuit (952). Là encore, lorsque ia ' pression dans le circuit devient égale à la pression de réfërence, le comparateur (951 ) délivre une tension correspondant à ia valeur logique « 1 »
.
V
La porte OU (948) va générer un signal correspondant à la valeur logique « 1 »
s qui va bloquer l'ëvoiution de la valeur de la tension de commande agissant sur la variation de la commande (94) du plateau de la pompe (4).
Enfin la troisième entrée du circuit OU est constituée par la sortie d'un troisième comparateur (963) dont une entrée est reliée à ia sortie d'un circuit (961 } délivrant une tension représentative de la valeur absolue de courant 1o circulant dans la ligne (65) d'alimentation du moteur (60). Cette tension représentative du courant étant prélevée par un capteur (96) à boucle de courant. La sortie de ce capteur (96) est également envoyée sur un circuit (962) détecteur de polarité de la tension représentative du signe du courant. Ce détecteur de polarité commandera !e basculement de l'inverseur (964) lorsque 1s fa polarité du courant indiquera un courant de récupération délivré par le moteur (60), lors des régimes de ralentissement et lors de l'actionnement de ia pédale de frein du véhicule.
L'inverseur (964) bascule entre deux positions pour mettre en relation alternativement une tension d'alimentation, soit avec un circuit (965) permettant 2o de délivrer une tension représentative d'un courant de référence 1o correspondant au courant maximum admissible par le moteur électrique (60) soit avec un second circuit (970). Dans ce cas l'inverseur (964) bascule sur une ligne intermédiaire (970) qui est reliée à un second inverseur (966) dont le basculement est commandé par un interrupteur (969) couplé à l'actionnement 2s du frein du véhicule. En l'absence de l'actionnement du frein, cet inverseur (966) permet !'alimentation d'un circuit (967) destiné à délivrer sur le comparateur (963) un signa( I, représentatif d'une référence correspondant à
un courant de ralentissement qui est le courant généré par le moteur {60).
Lorsque l'actionnement de la pédale de frein est détectée par l'interrupteur (969), celui-3o ci par fermeture du circuit électrique commande le basculement de l'inverseur WO 98!14344 PCTJFR96101531 (966), lequel fait basculer la transmission de la tension d'alimentation par la ligne (970) sur le circuit (968).Ce circuit (968) permet de délivrer une tension de référence proportionnelle à un courant de référence Iz fixe ou variable correspondant à un courant prédéterminé de freinage et au courant de charge s admissible par l'accumulateur qui peut être généré pendant l'opération de freinage. Dans un mode de réalisation, la valeur variable 12 est définie par une valeur en relation avec la pression physique exercée par l'utilisateur sur la pédale de frein, de façon à privilégier le freinage par récupération d'énergie par rapport à celui par dissipation thermique obtenu par les plaquettes de freins.
!o Cette valeur peut ëtre obtenue, en disposant, dans le circuit hydraulique de freinage un capteur de pression hydraulique pour délivrer une valeur analogique ëfectrique, soit proportionnelle, soit non proportionnelle non ünëaire selon une foi définie et qui correspond à cette référence variable 12 et pouvant tenir compte de l'état de charge de la batterie (61 ). Les trois diodes d1, d2, d3 Zs permettent de réaliser une fonction OU analogique des réfërences !o, I~, 12.
En fonctionnement, lorsque la valeur du courant représentée par la sortie de l'amplificateur en valeur absolue (961 ) correspond à l'une des trois valeurs de référence délivrée par une des trois diodes d1, d2, d3 et fixée en fonction de la position des inverseurs (964, 966), le comparateur (963) délivre à sa sortie 2o un signal de niveau logique « 1 » qui va bloquer ('évolution de la valeur de la tension de commande agissant sur la variation de la commande du plateau dans le circuit (940). Ainsi lors des phases d'accélération ou de démarrage, le courant circulant dans le câble (65) d'alimentation du moteur sera en permanence limité à la valeur maximum fixée par !e circuit (965).
2s Lorsque l'utilisateur relâche la pédale d'accélérateur pour provoquer un ralentissement du véhicule, le fonctionnement de la transmission hydraulique (3,4) va s'inverser et le moteur hydraulique (3) va fonctionner comme une pompe dont l'angle d'inclinaison du plateau sera géré par le circuit hydraulique (59) entre les valeurs limites fixées et en fonction de la pression hydraulique 3o résultant des couples résistants générés par les roues, issus de l'inertie du véhicule. La pompe (4) va fonctionner comme un moteur, dont l'angle du plateau sera gëré par le circuit (940). A ce moment-là, la vitesse de rotation de la pompe (4) augmente provoquant une augmentation de vitesse de rotation du moteur électrique qui se met à fonctionner en génératrice de courant. Lorsque s la tension délivrée par le moteur électrique fonctionnant en génératrice devient supérieure à la tension de l'accumulateur (61 ), le moteur électrique fournit un courant qui est utilisé pour recharger l'accumulateur. Lorsque la pédale d'accélérateur est relâchée partiellement, l'interrupteur (63) reste fermé et ce courant de récupération passe directement dans l'accumulateur pour le 1o recharger. Lorsque ia pédale d'accélérateur est relâchée totalement, l'interrupteur (63) s'ouvre et le courant de récupération passe par la diode (64).
L'interrupteur (63) s'ouvre et le courant de récupération passe par la diode (64).
L'interrupteur (63) est constitué par exemple d'un refais de puissance dont la bobine est alimentée soit par l'interrupteur d'actionnement des freins (969), soit 1s par l'interrupteur couplé à la pédale d'accélérateur. Le fait d'actionner le frein ferme l'interrupteur (969) et permet de couper l'alimentation du moteur électrique (60) en ouvant l'interrupteur (63}. Dans les deux cas, la détection de l'inversion du sens du signe du courant provoque la commutation de l'inverseur (964). pour mettre en liaison la tension d'alimentation avec la liaison (970) et 20 ,fixer la référence de courant 1, par le circuit (967). Tant que le courant de ralentissement mesuré en sortie de l'amplificateur (961 ) reste inférieur à la référence I,, le comparateur (963) n'a pas de sortie logique au niveau 1, et dès que le courant devient égal à la référence I,, le comparateur produit une sortie logique au niveau 1 qui va bloquer l'évolution de la valeur de la tension de 2s commande agissant sur la variation de la commande du plateau.
Lorsque l'utilisateur, après avoir totalement levé le pied de l'accélérateur, appuie sur la pédale de frein, celle-ci provoque la fermeture du contact (969) qui actionne l'inverseur (966) de façon à ie taire basculer de la position reprësentée en pointillés vers la position dans lequel la ligne (970) est en 3o communication avec le circuit (968). Dans ce cas-là, la valeur du courant de récupération pourra augmenter jusqu'à ce qu'elle soit égale à la valeur de référence !2 augmentant ainsi l'effet de freinage de l'ensemble électro-hydraulique. Lors de la phase de ralentissement ou de freinage, l'angle de variation du plateau va permettre à 1a pompe (4), fonctionnant en moteur s hydraulique, de tourner plus ou moins vite et d'entraîner plus ou moins vite te moteur électrique (60). En fonction de l'angle du plateau et de la vitesse de rotation du moteur électrique (60), l'utilisateur va obtenir un phénomène de freinage et en même temps un courant qui permettra la recharge de l'accumulateur {61 ).
1o Dans la deuxième variante de réalisation de l'invention de la figure 1 B, le moteur électrique (60) entraîne une pompe (4) hydraulique à cylindrée variable, laquelle pompe (4) est reliée par ses canalisation d'aspiration {58) et de refoulement (50) à deux moteurs (3d, 3g) a cylindrée variable commandés comme précédemment par les boîtiers respectifs (59d, 59g). Les moteur de 1s droite (3d) et respectivement de gauche (3g) sont reliés d'une part à la canalisation de refoulement (50) par une canalisation (53A), respectivement (51A) et d'autre part à la canalisation d'aspiration (58) par une canalisation (53R), respectivement (51 R). L'arbre de sortie de chaque moteur hydraulique (3d, 3g) est relië à sa roue respective ( 9 3, 11 ) du véhicule par un rëducteur 20 respectif {73, 71 ). Les autres éléments de cette variante sont en tout point identiques à la première variante. Le fonctionnement est également identique à
l'exception près que la position neutre de la manette de commande de la transmission du véhicule désaccouple les deux réducteurs (71, 73).
Dans une troisième variante de réalisation de l'invention représentée à ia 2s figure 1 C, la pompe hydraulique à cylindrée variable (4) alimente quatre moteurs hydrauliques (31 à 34) à cylindrée fixe. L'arbre de sortie de chaque moteur à cylindrée fixe (31 à 34) est relié par un dispositif de désaccouplement mécanique respectif (21 à 24) à la roue respective (11 à 14) associée au moteur pour permettre de désaccoupler chacune des roues lors de certaines so opérations, telles que par exemple, les opérations de remorquage, ou changement decyfindrée. Les canalisations respectives (51A à 54A) d'arrivée du fluide aux moteurs respectifs {31 à 34) sont reliées à la canalisation de refoulement (50) de la pompe et les canalisations respectives (51 R à 54R) de retour du fluide des moteurs respectifs (31 à 34) sont reliées à la canalisation d'aspiration (58) de la pompe. L'alimentation des moteurs du train arrière du véhicule constituée par les moteurs (31 ) et {33) peut ëtre supprimée par l'intermédiaire des éfectro-vannes (85}, respectivement (88) disposées sur les canalisations d'aspiration (50), respectivement de refoulement (58). Ces moteurs à cylindrée fixe peuvent être, par exemple, des moteurs-roues du type 1o orbital à vitesse lente et couple élevé de !a série « OMS » commercialisée par la firme « Danfoss ». Les autres éléments du véhicule sont identiques à ceux de la première variance à la différence près de la manette de commande (80) servant à sélectionner soit la marche arrière (AR), soit le neutre (N), soit la marche avant à fort couple et faible vitesse (1 ), soit la marche avant â
faible 1s couple et grande vitesse (2). Les positions de la manette de sélection sont respectivement : AR, N, 1, 2. La position « AR » actionne le signal appliqué à
l'entrée (942) du circuit (940) comme décrit dans les autres variantes. La position « N » agit mécaniquement ou électriquement sur les désaccouplements (21 ), (22), (23), (24) en fermant les vannes (88), (85), en accouplant la roue 20 (12) avec le moteur (32) et la roue (14) avec le moteur (34) au moyen du dispositif d'accouplement (22) et respectivement (24), en dësaccouplant la roue (11 ) du moteur (31 ) et la roue (13) du moteur (33) au moyen du dispositif de désaccoup(ement (21 ) et respectivement (23}. La position « 2 » agit simultanément mécaniquement, ou électriquement, sur les deux vannes {88), 2s {85) et les désaccouplements (21 ),(22), (23), (24) en ouvrant les vannes (88), (85) et accouplant les quatre roues {12), (14), (11), (13) aux quatre moteurs {32}, {34}, (31 ), (33) au moyen des dispositifs respectifs (22), (24), (21 ) , (23}.
La manette {80) ne peut être actionnée que lorsque ce véhicule est à l'arrêt, état validé par l'information de la fonction « ET » (943). Pour le reste Ie WO 98/14344 PCT/FR.96/01531 fonctionnement du circuit (9) est identique à celui décrit en relation avec la variante de réalisation de la figure 1A.
Dans les différentes variantes du véhicule, il va de soit que le véhicule est équipé d'un système de freinage classique venant suppléer ou compléter le s freinage de récupération obtenu selon l'invention.
D'autres modifications à fa portée de l'homme de mëtier font également partie de l'esprit de l'invention.
Ainsi les circuits logiques de la figure 2 pourraient être remplacés, en tout ou partie, par un micro-controleur associé à un programme adéquat et aux 1o interfaces nécessaires pour réaliser les mêmes fonctions que le circuit de la figure 2.
Claims (11)
1 - Véhicule comportant un accumulateur (61) alimentant un moteur électrique (60), le dit moteur électrique (60) fonctionnant dans les phases motrices du véhicule à sa vitesse nominale pour entraîner à vitesse constante une pompe hydraulique à cylindrée variable (4) qui est reliée en circuit fermé
par des canalisations à au moins un moteur hydraulique à cylindrée variable (3), dont la cylindrée est contrôlée et commandée hydrauliquement dans une plage limités ; le dit moteur hydraulique (3) entraînant indirectement une ou plusieurs roues du véhicule (11 à 14) caractérisé en ce que la pompe à
cylindrée variable est commandée et gérée par un circuit de contrôle, de gestion et de commande (9) de l'inclinaison du plateau de commande de la cylindrée variable de la pompe hydraulique (4), ledit circuit de contrôle de gestion et de commande de l'inclinaison du plateau de commande de la cylindrée variable de la pompe recevant d'une pari une information représentative de la pression du fluide entre la pompe et le moteur hydraulique et d'autre part une information représentative soit du courant débité par l'accumulateur à destination du moteur électrique pendant les phases motrices soit du courant généré par le moteur électrique pendant les phases de freinage ou de ralentissement et exploite ces informations pour corriger le signal de commande de l'angle du plateau en fonction de valeur limite de référence pour que la cylindrée varie dans ta plage limitée par la cylindrée maximale et une cylindrée minimale non nulle.
par des canalisations à au moins un moteur hydraulique à cylindrée variable (3), dont la cylindrée est contrôlée et commandée hydrauliquement dans une plage limités ; le dit moteur hydraulique (3) entraînant indirectement une ou plusieurs roues du véhicule (11 à 14) caractérisé en ce que la pompe à
cylindrée variable est commandée et gérée par un circuit de contrôle, de gestion et de commande (9) de l'inclinaison du plateau de commande de la cylindrée variable de la pompe hydraulique (4), ledit circuit de contrôle de gestion et de commande de l'inclinaison du plateau de commande de la cylindrée variable de la pompe recevant d'une pari une information représentative de la pression du fluide entre la pompe et le moteur hydraulique et d'autre part une information représentative soit du courant débité par l'accumulateur à destination du moteur électrique pendant les phases motrices soit du courant généré par le moteur électrique pendant les phases de freinage ou de ralentissement et exploite ces informations pour corriger le signal de commande de l'angle du plateau en fonction de valeur limite de référence pour que la cylindrée varie dans ta plage limitée par la cylindrée maximale et une cylindrée minimale non nulle.
2- Véhicule comportant un accumulateur (61) alimentant un moteur électrique (60), ledit moteur électrique fonctionnant dans les phases motrices du véhicule à sa vitesse nominale pour entraîner à vitesse constante une pompe hydraulique à cylindrée variable (4} qui est reliée par des canalisations à un ensemble à cylindrée variable de moteurs hydrauliques (31 à 34) ayant chacun une cylindrée fixe, dont la cylindrée de l'ensemble est modifiée hydrauliquement par des vannes (88, 85) dans une plage limitée, chacun desdits moteurs hydrauliques (31 à 34) entraînant une roue du véhicule (11 à
14) par l'intermédiaire d'un moyen de désaccouplement (21 à 24) permettant le désaccouplement des roues en fonction de la variation de cylindrée de l'ensemble, caractérisé en ce que la pompe hydraulique à cylindrée variable (4) est commandée et gérée électroniquement par un circuit de contrôle de gestion et de commande (9) de l'inclinaison du plateau de commande de la cylindrée variable de la pompe hydraulique (4), ledit circuit de contrôle de gestion et de commande de l'inclinaison du plateau de commande de la cylindrée variable de la pompe, recevant d'une part une information représentative de la pression du fluide entre la pompe et le moteur hydraulique, et d'autre part, une information représentative soit du courant débité par l'accumulateur à destination du moteur électrique pendant les phases motrices soit du courant généré par le moteur électrique pendant les phases de freinage ou de ralentissement et exploitant ces informations pour corriger le signal de commande de l'angle du plateau en fonction de valeurs limites de référence pour que la cylindrée varie dans la plage limitée par la cylindrée maximale de tous les moteurs (31 à 34) de cylindrée fixe et une cylindrée minimale non nulle.
14) par l'intermédiaire d'un moyen de désaccouplement (21 à 24) permettant le désaccouplement des roues en fonction de la variation de cylindrée de l'ensemble, caractérisé en ce que la pompe hydraulique à cylindrée variable (4) est commandée et gérée électroniquement par un circuit de contrôle de gestion et de commande (9) de l'inclinaison du plateau de commande de la cylindrée variable de la pompe hydraulique (4), ledit circuit de contrôle de gestion et de commande de l'inclinaison du plateau de commande de la cylindrée variable de la pompe, recevant d'une part une information représentative de la pression du fluide entre la pompe et le moteur hydraulique, et d'autre part, une information représentative soit du courant débité par l'accumulateur à destination du moteur électrique pendant les phases motrices soit du courant généré par le moteur électrique pendant les phases de freinage ou de ralentissement et exploitant ces informations pour corriger le signal de commande de l'angle du plateau en fonction de valeurs limites de référence pour que la cylindrée varie dans la plage limitée par la cylindrée maximale de tous les moteurs (31 à 34) de cylindrée fixe et une cylindrée minimale non nulle.
3 - Véhicule selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les valeurs limites de référence fixées par le circuit de contrôle de gestion et de commande de l'inclinaison du plateau permettent de recharger l'accumulateur pendant les phases de freinage ou de ralentissement du véhicule.
4 - Véhicule selon une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le circuit (940) de gestion de la tension de commande du plateau déterminant la variation de cylindrée de la pompe reçoit un signal (949)représentatif de l'enfoncement de la pédale d'accélérateur, un signal (942) représentatif d'un interrupteur indiquant le déplacement en avant ou en arrière de la commande de déplacement avant/arrière du véhicule, un signal généré
par un premier circuit (943) et représentatif de la validation de la marche avant/arrière du véhicule, un signal (971) sur l'entrée (972) du circuit (940) représentatif de l'actionnement de la pédale de frein et un signal généré par un second circuit (948) représentatif du maintien de la tension de commande pour le circuit de gestion pour limiter la variation de la tension de commande.
par un premier circuit (943) et représentatif de la validation de la marche avant/arrière du véhicule, un signal (971) sur l'entrée (972) du circuit (940) représentatif de l'actionnement de la pédale de frein et un signal généré par un second circuit (948) représentatif du maintien de la tension de commande pour le circuit de gestion pour limiter la variation de la tension de commande.
5 - Véhicule selon la revendication 4 caractérisé en ce que le signal du second circuit (948) est constituée par la sortie d'un circuit logique OU à
trois entrées, dont une première entrée reçoit un signal fonction du signal (947) représentant l'état de charge de la batterie généré par un circuit (62) de contrôle de l'état de charge de la batterie et du signal (946) représentant le sens du courant;
une seconde entrée reçoit un signal représentatif du courant débité
ou reçu par l'accumulateur ;et la troisième entrée reçoit un signal représentatif de la pression du fluide entre la pompe et le moteur par rapport à une pression de référence maximale.
trois entrées, dont une première entrée reçoit un signal fonction du signal (947) représentant l'état de charge de la batterie généré par un circuit (62) de contrôle de l'état de charge de la batterie et du signal (946) représentant le sens du courant;
une seconde entrée reçoit un signal représentatif du courant débité
ou reçu par l'accumulateur ;et la troisième entrée reçoit un signal représentatif de la pression du fluide entre la pompe et le moteur par rapport à une pression de référence maximale.
6 - Véhicule selon la revendication 5 caractérisé en ce que le signal de pression est délivré par la sortie d'un comparateur (951) recevant sur une de ses entrées le signal du capteur de pression provenant du circuit entre la pompe et le moteur hydraulique, et d'autre part une tension de référence représentative de la pression maximale.
7 - Véhicule selon la revendication 5 caractérisé en ce que le circuit générant le signal représentatif du courant de charge de l'accumulateur ou du courant débité par l'accumulateur dans le moteur électrique (60) est constitué
d'un comparateur (963) recevant sur une de ses entrées le signal de sortie d'un amplificateur (961) de la valeur absolue du courant mesuré par un capteur (96) à boucles de courant, et sur sa seconde entrée un signal représentatif d'un courant de référence I0,ou I1, ou I2 qui dépendra d'une détection de polarité
(962) d'une part, et d'autre part d'une détection de la mise en oeuvre des freins.
d'un comparateur (963) recevant sur une de ses entrées le signal de sortie d'un amplificateur (961) de la valeur absolue du courant mesuré par un capteur (96) à boucles de courant, et sur sa seconde entrée un signal représentatif d'un courant de référence I0,ou I1, ou I2 qui dépendra d'une détection de polarité
(962) d'une part, et d'autre part d'une détection de la mise en oeuvre des freins.
8 - Véhicule selon la revendication 5 caractérisé en ce que la détection de polarité est effectuée par un circuit détecteur de polarité qui actionne lors de la détection d'une inversion du courant signalant une charge de l'accumulateur (61), la commutation d'un inverseur (964) permettant de commuter une tension d'alimentation d'une première position alimentant un premier élément (965) générant un premier signal représentatif d'un premier courant maximal I0 admissible par le moteur électrique, vers une seconde position alimentant un second élément (967) générant un deuxième signal représentatif d'un second courant I1 correspondant à un courant de ralentissement du véhicule.
9 - Véhicule selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'interrupteur (969) de détection de l'actionnement des freins commande d'une part l'inverseur (966) qui commute une tension d'alimentation sur un troisième circuit (968) délivrant une tension représentative d'un courant I2 fixe ou variable de freinage du véhicule et d'autre part l'ouverture de l'interrupteur (63) coupant l'alimentation du moteur électrique (60).
10 - Véhicule selon une des revendications précédentes caractérisé
en ce que le moteur électrique est à courant continu et excitation parallèle.
en ce que le moteur électrique est à courant continu et excitation parallèle.
11 - Véhicule selon une des revendications précédentes caractérisé
en ce que le moteur électrique est à courant alternatif de type synchrone ou asynchrone et le circuit d'alimentation électrique provenant de l'accumulateur comprend un onduleur.
en ce que le moteur électrique est à courant alternatif de type synchrone ou asynchrone et le circuit d'alimentation électrique provenant de l'accumulateur comprend un onduleur.
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| US09/077,519 US6454033B1 (en) | 1995-04-05 | 1996-10-01 | Electro-hydraulic vehicle with energy regeneration |
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| FR9504047A FR2732652B1 (fr) | 1995-04-05 | 1995-04-05 | Vehicule electro-hydraulique a recuperation d'energie |
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