FR3008465A1

FR3008465A1 - Commande amelioree d'une transmission hydraulique par cote pour un vehicule.

Info

Publication number: FR3008465A1
Application number: FR1356942A
Authority: FR
Inventors: Sebastien Pamart; Barbenchon Sylvain Le; Rana-Omer Naeem
Original assignee: Poclain Hydraulics Industrie
Current assignee: Poclain Hydraulics Industrie
Priority date: 2013-07-15
Filing date: 2013-07-15
Publication date: 2015-01-16
Anticipated expiration: 2033-07-15
Also published as: FR3008466B1; FR3008466A1; FR3008465B1

Abstract

Procédé de commande de l'entrainement d'un véhicule à transmission par côté, dans lequel - on définit une commande de vitesse et une commande angulaire, - on compare la commande de vitesse à une valeur seuil de commande de vitesse, - si la vitesse de commande est supérieure ou égale à ladite valeur seuil de commande de vitesse, on applique une loi de commande auxdites transmissions droite et gauche de manière à ce qu'elles fonctionnement dans un même sens d'entrainement ; - si la vitesse de commande est inférieure à ladite valeur seuil de commande de vitesse, on applique une loi de commande auxdites transmissions droite et gauche de manière à ce que pour une commande angulaire dont la valeur absolue est supérieure ou égale à une valeur angulaire seuil (CA1), de sorte que lesdites transmissions droite et gauche fonctionnent dans des sens d'entrainement inverses.

Description

DOMAINE TECHNIQUE GENERAL La présente invention concerne le domaine des commandes pour véhicule ayant deux transmissions ; une par côté du véhicule, par exemple une machine à chenilles pour laquelle les virages sont réalisés par variation de la vitesse pour chaque côté du véhicule. ETAT DE L'ART Les véhicules à transmission par côté sont communément équipés de deux manettes de cylindrée ; une manette droite commandant la transmission du côté droit du véhicule, et une manette gauche commandant la transmission du côté gauche du véhicule.

Le pilotage s'effectue alors avec les deux mains ; - Pour aller en marche avant, on actionne conjointement les deux manettes, - Pour tourner d'un côté, on applique un effort distinct sur les deux manettes, ce qui entraine une asymétrie dans la transmission, et donc un virage de la machine, le virage étant variable selon la différence de commande appliquée. Un pivotement du véhicule, c'est-à-dire un virage effectué sur place peut être obtenu par des transmissions fonctionnant en sens contraire pour les deux côtés du véhicule ; les roues ou chenilles d'un côté du véhicule tournent alors dans un sens, et les roues ou chenilles de l'autre côté du véhicule tournent en sens inverse. On comprend qu'un tel système de pilotage est peu pratique, et qu'un actionnement inopiné de l'une des manettes peut entrainer une inversion de sens de l'une des transmissions du véhicule alors que ce dernier se déplace à vitesse élevée, ce qui peut être dangereux pour l'utilisateur.

PRESENTATION DE L'INVENTION La présente invention vise ainsi à proposer une commande d'un véhicule à transmission par côté, au moyen d'un volant définissant une consigne d'angle, et de pédales définissant une consigne de vitesse. L'invention propose ainsi un procédé de commande de l'entrainement d'un véhicule ayant une transmission droite pour son côté droit et une transmission gauche pour son côté gauche, lesdites transmissions droite et gauche étant chacune alimentée par une pompe à cylindrée variable, respectivement une pompe droite et une pompe gauche, dans lequel on réalise le pilotage desdites pompes par un calculateur appliquant une loi de commande à chacune desdites pompes définie en fonction de : - la cylindrée maximale de chacune des pompes, - une commande de vitesse, - une commande angulaire, dans lequel - on définit une commande de vitesse au moyen d'une pédale et une commande angulaire au moyen d'un volant, - on compare la commande de vitesse à une valeur seuil de commande de vitesse, - si la vitesse de commande est supérieure ou égale à ladite valeur seuil de commande de vitesse, on applique une loi de commande auxdites transmissions droite et gauche de manière à ce qu'elles fonctionnement dans un même sens d'entrainement ; - si la vitesse de commande est inférieure à ladite valeur seuil de commande de vitesse, on applique une loi de commande auxdites transmissions droite et gauche de manière à ce que pour une commande angulaire dont la valeur absolue est supérieure ou égale à une valeur angulaire seuil, de sorte que lesdites transmissions droite et gauche fonctionnent dans des sens d'entrainement inverses.

En variante, on détermine un coefficient de parallélisme, qui est appliqué aux lois de commande déterminant la cylindrée de chacune des pompes gauche et droite de manière à compenser des asymétries structurelles du système. L'invention propose également un système de commande de l'entrainement d'un véhicule, comprenant une transmission droite pour son côté droit et une transmission gauche pour son côté gauche, lesdites transmissions droite et gauche étant chacune alimentée par une pompe à cylindrée variable, respectivement une pompe droite et une pompe gauche, ledit système comprenant en outre un calculateur configuré de manière à réaliser le pilotage desdites pompes en appliquant une loi de commande à chacune desdites pompes définie en fonction de : - la cylindrée maximale de chacune des pompes, - une commande de vitesse, - une commande angulaire, le système comprenant une pédale définissant une commande de vitesse et un volant définissant une commande angulaire, le calculateur étant en outre configuré de manière à - comparer la commande de vitesse à une valeur seuil de commande de vitesse, et - si la vitesse de commande est supérieure ou égale à ladite valeur seuil de commande de vitesse, appliquer une loi de commande auxdites transmissions droite et gauche de manière à ce qu'elles fonctionnement dans un même sens d'entrainement, ou - si la vitesse de commande est inférieure à ladite valeur seuil de commande de vitesse, appliquer une loi de commande auxdites transmissions droite et gauche de manière à ce que pour une commande angulaire dont la valeur absolue est supérieure ou égale à une valeur angulaire seuil, de sorte que lesdites transmissions droite et gauche fonctionnent dans des sens d'entrainement inverses.

En variante, ledit calculateur est en outre configuré de manière à déterminer un coefficient de parallélisme, qui est appliqué aux lois de commande déterminant la cylindrée de chacune des pompes gauche et 5 droite de manière à compenser des asymétries structurelles du système. PRESENTATION DES FIGURES D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront 10 de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés, sur lesquels : - La figure 1 représente schématiquement une transmission par côté pour un véhicule ; - Les figures 2 et 3 représentent deux lois de commande de la 15 cylindrée des pompes gauche et droite en fonction de la commande angulaire appliquée par l'utilisateur, - La figure 4 représente schématiquement le procédé de calcul et d'application des commandes de cylindrée selon un aspect de l'invention. 20 DESCRIPTION DETAILLEE La figure 1 représente schématiquement une transmission par côté pour un véhicule. 25 On représente sur cette figure deux trains de chenilles, respectivement une chenille gauche 1 et une chenille droite 2. On comprend bien que les chenilles sont représentées à titre d'exemple, et que la description qui suit s'applique également pour un véhicule à 30 roues ayant une transmission par côté. Chaque chenille a un système de transmission propre, représenté ici pour la chenille gauche 1 par une transmission gauche comprenant : - Une chaine d'entrainement gauche 11, - Un moteur hydraulique gauche 12, - Une pompe hydraulique gauche 13 alimentant le moteur hydraulique gauche 12.

De la même manière, on représente pour la chenille droite 2 une transmission droite comprenant : - Une chaine d'entrainement droite 21, - Un moteur hydraulique droit 22, - Une pompe hydraulique droite 23 alimentant le moteur hydraulique droit 22. Un contrôleur 3 pilote les transmissions gauche et droite, par exemple en pilotant la cylindrée et le sens de fonctionnement des pompes hydrauliques 13 et 23.

Les pompes hydrauliques gauche 13 et droite 23 sont ici représentées comme étant des éléments distincts. D'autres montages équivalents sont bien entendu possibles, par exemple au moyen d'une pompe à double cylindrée.

Les pompes hydrauliques gauche 13 et droite 23 sont typiquement identiques. Le calculateur 3 est relié à un volant 4 et à une pédale 5, délivrant respectivement une commande angulaire et une commande de vitesse.

Le calculateur 3 est configuré pour, en fonction de la commande angulaire et de la commande de vitesse appliquées par un utilisateur, piloter les transmissions gauche et droite du véhicule afin d'obtenir le comportement souhaité ; trajectoire en ligne droite, virage lent ou rapide, ou encore pivotement.

Le calculateur définit ainsi notamment les variations de vitesse de la transmission gauche et de la transmission droite, ces variations étant plus ou moins importantes selon la commande appliquée.

Le calculateur 3 est configurée de manière à prendre en compte la vitesse du véhicule lors du pilotage des pompes gauche et droite, notamment afin d'empêcher une inversion de sens de rotation de l'une des transmissions du véhicule alors que ce dernier se déplace à vitesse élevée.

Le calculateur 3 définit ainsi une valeur seuil de commande de vitesse, telle que le calcul de cylindrée pour chacune des pompes gauche 13 et droite 23 diffère selon que - la commande de vitesse est inférieure à la ladite valeur seuil de 15 commande de vitesse, ou que - la commande de vitesse est supérieure ou égale à la ladite valeur seuil de commande de vitesse. La commande de cylindrée se définit comme suit : 20 Cdroite =VxAx Cmaxdroite Cgauche =VxAx Cmaxgauche Où: Cdroite est la cylindrée voulue pour la pompe droite 23 ; 25 Cgauche est la cylindrée voulue pour la pompe gauche 13 ; V est la commande de vitesse appliquée par l'utilisateur, en pourcentage ; C est la commande angulaire appliquée par l'utilisateur, en pourcentage ; 30 Cmaxdroite est la cylindrée maximale de la pompe droite 23 ; Cmaxgauche est la cylindrée maximale de la pompe gauche 13.

Afin d'assurer le parallélisme entre la transmission gauche et la transmission droite du véhicule, on applique avantageusement un coefficient de parallélisme permettant de corriger une asymétrie structurelle, par exemple une différence de circonférence entre les chenilles du véhicule, une différence de diamètre entre les roues, ou encore des pompes ou moteurs hydrauliques différents entre la transmission droite et la transmission gauche du véhicule. On ajoute alors un coefficient aux équations précédentes ; 10 Cdroite =VxAx Cmaxdroite x Tdroite Cgauche =VxAx Cmaxgauche x Tgauche Où Tdroite et Tgauche sont des coefficients de parallélisme appliqués pour assurer le parallélisme de la transmission, comme indiqué 15 précédemment. A titre d'exemple, pour un système idéal parfaitement symétrique, ces deux coefficients de parallélisme sont égaux à 1. On représente sur les figures 2 et 3 deux lois de commande de la 20 cylindrée des pompes gauche 13 et droite 23, respectivement C13 et C23, en fonction de la commande angulaire appliquée par l'utilisateur. La figure 2 représente une loi de commande lorsque la commande de vitesse est inférieure à la ladite valeur seuil de commande de vitesse, et la figure 3 représente une loi de commande de vitesse est supérieure ou 25 égale à la ladite valeur seuil de commande de vitesse. Sur chacun des graphes, on représente la loi de commande de la pompe hydraulique gauche 13 et de la pompe hydraulique droite 23. 30 La commande angulaire est ici exprimée en pourcentage. Une commande angulaire nulle correspond à un déplacement en ligne droite. Les valeurs négatives sont choisies arbitrairement comme correspondant à une commande de virage à gauche, et les valeurs positives comme correspondant à une commande de virage à droite. On représente en ordonnée la cylindrée des pompes hydrauliques, ici également en pourcentage. Les valeurs négatives de cylindrées correspondent à une inversion du sens de circulation du fluide dans la pompe, c'est-à-dire à un entrainement en marche arrière, par opposition aux valeurs positives qui correspondent à un entrainement en marche avant pour la transmission considérée.

La figure 2 représente une loi de commande des pompes gauche 13 et droite 23 lorsque la commande de vitesse est inférieure à la valeur seuil de commande de vitesse.

Comme on le voit sur la figure, pour une commande angulaire nulle, les deux pompes gauche 13 et droite 23 sont à cylindrées égales, ce qui correspond à un déplacement en ligne droite. Lorsque la commande angulaire est non nulle, les cylindrées sont inégales. On prend l'exemple d'une commande de virage vers la droite, correspondant ici à une commande angulaire positive. La cylindrée de la pompe gauche 13 demeure constante, ici égale à une valeur CL inférieure à la cylindrée maximale desdites pompes gauche 13 et droite 23, tandis que la cylindrée de la pompe droite 23 diminue progressivement, ce qui provoque un virage du véhicule, qui est de plus en plus marqué selon que la commande angulaire augmente. Lorsque la commande angulaire est au-delà d'une valeur angulaire seuil CA1, la pompe droite 23 change de sens de fonctionnement, ce qui correspond à un entrainement de la chenille (ou des roues) droite 2 du véhicule en marche arrière, et permet de réaliser un pivotement du véhicule. Lorsque la commande angulaire est à 100%, c'est-à-dire à son maximum, les deux pompes sont à cylindrées égales mais dans ses sens de fonctionnement inversés ; les deux chenilles (ou le cas échéant les roues) tournent ainsi à une même vitesse mais en sens inverse. Lorsque la commande angulaire est égale à la valeur angulaire seuil CA1, la pompe droite 23 est à cylindrée nulle.

Le même raisonnement s'applique par symétrie pour un virage à gauche. On obtient ainsi un virage du véhicule variable en fonction de la commande angulaire appliquée, avec une fonction de pivotement du véhicule réalisée lorsque la commande angulaire est supérieure à une valeur angulaire seuil donnée. On définit sur cette figure les points suivants : - Point A, de coordonnées [0 ; CL] ; - Point B, de coordonnées [CA1 ; 0] ; - Point C, de coordonnées [100% ; -CL]. Les deux segments [AB] et [BC] ont donc des pentes distinctes, représentant la modification de la loi de vitesse au-delà d'une 20 commande angulaire seuil CA1. La figure 3 représente une loi de commande des pompes gauche 13 et droite 23 lorsque la commande de vitesse est supérieure ou égale à la la valeur seuil de commande de vitesse. 25 Comme on le voit sur cette figure, la loi de commande de la cylindrée des pompes gauche 13 et droite 23 est différente de celle présentée sur la figure 2. 30 Lorsque la commande angulaire est non nulle, les cylindrées sont inégales.

On prend ici également l'exemple d'une commande de virage vers la droite, correspondant ici à une commande angulaire positive. Le même raisonnement s'applique par symétrie pour un virage à gauche. La cylindrée de la pompe gauche 13 demeure constante, ici égale à sa valeur maximale. La cylindrée de la pompe droite 23 diminue progressivement, ici linéairement jusqu'à la valeur angulaire seuil CA1 où elle atteint une valeur Y1, à partir de laquelle elle continue de diminuer mais de manière plus rapide, c'est-à-dire linéairement mais avec une pente plus importante jusqu'à atteindre une valeur Y2 inférieure à Y1 et supérieure à zéro. Lorsque la commande angulaire est à 100%, c'est-à-dire à son maximum, la pompe droite 23 conserve une cylindrée non nulle et positive, c'est-à-dire que la chenille (ou les roues) droite 2 continue de tourner dans le même sens que la chenille gauche 1, mais à une vitesse plus faible. On définit sur cette figure les points suivants : - Point F, de coordonnées [0 ; 100%] ; - Point D, de coordonnées [CA1 ; Y1] ; - Point E, de coordonnées [100% ; Y2]. Comme pour la figure 2, les deux segments [FD] et [DE] ont donc des pentes distinctes, représentant la modification de la loi de vitesse au-delà d'une commande angulaire seuil CA1.

Cette loi de commande des transmissions gauche et droite qui varie en fonction de la vitesse du véhicule permet ainsi de s'assurer que la commande angulaire appliquée par l'utilisateur n'entrainement pas une inversion de sens de la transmission de l'un des côtés du véhicule alors que de dernier se déplace à vitesse élevée. On comprend bien que les figures 2 et 3 représentent les lois de commandes pour deux valeurs de vitesse données, correspondant par exemple respectivement à la vitesse minimale du véhicule et à sa vitesse maximale. On définit pour les vitesses intermédiaires des lois de commandes intermédiaires comprises entre ces deux lois représentées sur les figures 2 et 3. On comprend ainsi qu'il existe une valeur seuil de commande de vitesse au-delà de laquelle les deux pompes ont toujours une cylindrée positive, c'est-à-dire fonctionnent toujours dans le même sens. Cette valeur seuil est la valeur de vitesse correspondant à la loi de commande pour laquelle le point C a une ordonnée nulle. La figure 4 représente schématiquement le procédé de calcul et d'application des commandes de cylindrée.

On se réfère aux deux pompes hydrauliques 13 et 23 sous la dénomination P1 et P2 Une fois le procédé démarré (étape E0), la première étape (El) consiste à identifier si la commande angulaire appliquée est inférieure ou non à la valeur seuil. On compare la valeur absolue de la commande appliquée à la valeur seuil, afin de déterminer sur quelle portion des lois de commande on se trouve.

On détermine (étapes E2 et E'2) en premier lieu la commande de cylindrée pour la pompe qui demeure à cylindrée constante, la pompe droite 23 dans le cas d'un virage à droite, et la pompe gauche 13 dans le cas d'un virage à gauche.

On détermine ensuite (étapes E3, E4, E5 ; E'3, E'4 et E'5) la commande de cylindrée pour la pompe dont la cylindrée est modifiée, que l'on identifie par P2. On détermine pour cela, pour la commande angulaire donnée, un intervalle de valeurs dans lequel est comprise la commande de cylindrée. Par exemple, pour une commande angulaire supérieure à la valeur seuil, pour une commande angulaire donnée, cet intervalle est défini par l'ordonnée de la projection de la commande angulaire sur le segment [BC] (étape E3), et par l'ordonnée de la projection de la commande angulaire sur le segment [DE] (étape E4). On détermine ensuite la commande de cylindrée appliquée, en fonction de la vitesse du véhicule (étape E5). Une fois les commandes de cylindrée pour les deux pompes déterminées, on vérifie si la commande angulaire appliquée est nulle ou non (étape E6). Si la commande angulaire est nulle, on applique les commandes de cylindrée aux pompes gauche et droite, qui fonctionnent dans le même sens. Les commandes de cylindrée sont alors identiques, le cas échéant à un coefficient de parallélisme tel que défini précédemment près. Si la commande angulaire est non nulle, on détermine de quel côté le véhicule doit tourner (étape E8). On prend l'exemple d'un virage à droite, un raisonnement similaire 25 s'appliquant pour un virage à gauche. On détermine ensuite si la commande de cylindrée de la pompe droite est négative (étape E9). Si tel est le cas, on inverse son sens de fonctionnement (étape E92). Sinon, les deux pompes gauche et droite fonctionnent dans le même sens (étape E91). On applique ensuite les commandes de cylindrée aux 30 deux pompes droite et gauche (étape E93), avant la fin du procédé (étape E10).

20 La présente invention permet ainsi de réaliser une commande pour un véhicule à transmission par côté au moyen d'une pédale de vitesse et d'un volant, en empêchant une inversion de sens à vitesse élevée qui serait dangereuse pour un utilisateur.5

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de commande de l'entrainement d'un véhicule ayant une transmission droite pour son côté droit et une transmission gauche pour son côté gauche, lesdites transmissions droite et gauche étant chacune alimentée par une pompe à cylindrée variable, respectivement une pompe droite (23) et une pompe gauche (13), dans lequel on réalise le pilotage desdites pompes par un calculateur appliquant (3) une loi de commande à chacune desdites pompes (13, 23) définie en fonction de : - la cylindrée maximale de chacune des pompes, - une commande de vitesse, - une commande angulaire, dans lequel - on définit une commande de vitesse au moyen d'une pédale et une commande angulaire au moyen d'un volant, - on compare la commande de vitesse à une valeur seuil de commande de vitesse, - si la vitesse de commande est supérieure ou égale à ladite valeur seuil de commande de vitesse, on applique une loi de commande auxdites transmissions droite et gauche de manière à ce qu'elles fonctionnement dans un même sens d'entrainement ; - si la vitesse de commande est inférieure à ladite valeur seuil de commande de vitesse, on applique une loi de commande auxdites transmissions droite et gauche de manière à ce que pour une commande angulaire dont la valeur absolue est supérieure ou égale à une valeur angulaire seuil (CA1), de sorte que lesdites transmissions droite et gauche fonctionnent dans des sens d'entrainement inverses.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on détermine un coefficient de parallélisme, qui est appliqué aux lois de commande déterminant la cylindrée de chacune des pompes gauche (13) et droite (23) de manière à compenser des asymétries structurelles du système.
3. Système de commande de l'entrainement d'un véhicule, comprenant une transmission droite pour son côté droit et une transmission gauche pour son côté gauche, lesdites transmissions droite et gauche étant chacune alimentée par une pompe à cylindrée variable, respectivement une pompe droite (23) et une pompe gauche (13), ledit système comprenant en outre un calculateur (3) configuré de manière à réaliser le pilotage desdites pompes (13, 23) en appliquant (3) une loi de commande à chacune desdites pompes (13, 23) définie en fonction de : - la cylindrée maximale de chacune des pompes, - une commande de vitesse, - une commande angulaire, le système comprenant une pédale (5) définissant une commande de vitesse et un volant (4) définissant une commande angulaire, le calculateur (3) étant en outre configuré de manière à - comparer la commande de vitesse à une valeur seuil de commande de vitesse, et - si la vitesse de commande est supérieure ou égale à ladite valeur seuil de commande de vitesse, appliquer une loi de commande auxdites transmissions droite et gauche de manière à ce qu'elles fonctionnement dans un même sens d'entrainement, ou - si la vitesse de commande est inférieure à ladite valeur seuil de commande de vitesse, appliquer une loi de commande auxdites transmissions droite et gauche de manière à ce que pour une commande angulaire dont la valeur absolue est supérieure ou égale à une valeur angulaire seuil (CA1), de sorte que lesdites transmissions droite et gauche fonctionnent dans des sens d'entrainement inverses.
4. Système selon la revendication 3, dans lequel ledit calculateur (3) est en outre configuré de manière à déterminer un coefficient de parallélisme, qui est appliqué aux lois de commande déterminant lacylindrée de chacune des pompes gauche (13) et droite (23) de manière à compenser des asymétries structurelles du système.