Brevet FR2556673A1 — publié le 19850621

La présente invention concerne une méthode pour générer une vitesse de référence de véhicule en tant que valeur de référence pour la régulation du glissement de freinage et/ou du glissement de traction dans les véhicules automobiles, en particulier les véhicules routiers, dans laquelle le comportement de rotation de roues régulées est mesuré et la vitesse de référence du véhicule est définie en rai- son du comportement de rotation des roues individuelles, par voie de combinaison logique, sélection selon des critères prédéterminés et/ou comparaison avec des valeurs-limites prédéterminées. L'invention concerne également les configurations pour mettre en oeuvre une telle méthode. La vitesse de référence de véhicule la plus précise possi- ble, en tant que valeur de référence pour l'action de régulation est la condition préalable à l'obtention d'une régulation de haute qualité dans les systèmes de régulation du glissement de freinage ou du glissement de traction. Comme la mesure de la vitesse réelle du véhicule à l'aide de méthodes de mesure directe telles que radar, ou au moyen d'une roue tournant librement, entralne des complica- tions relativement importantes et implique encore plus d'inconvénients, il est tout-à-fait préférable de connaître la vitesse du véhicule en recourant au comportement de rotation des roues contr8ôlées, laquelle doit être déterminée de toute manière, par combinaison logique des signaux et par sélection appropriée, et de définir une vitesse de référence de véhicule appropriée à la commande. Tant que les roues ne rencontrent aucun glissement de freinage ou de traction, ou seulement une faible valeur d'un tel glis- sement, la détermination de la vitesse de référence du véhicule est facile. Toutefois, dès que le glissement augmente sur au moins l'une des roues, cela doit être pris en compte lorsqu'on définit la valeur de référence. Deux séries de problèmes se posent: d'une part, il faut, pour les actions de régulation à entreprendre, tirer l'information optimale du comportement individuel de chaque roue séparée, tandis que, d'autre part, ces signaux doivent être détectés à partir de la combinaison de toutes les roues participant à la for- mation de la référence, parmi ceux représentant le plus précisément la vitesse de référence du véhicule, ou ceux étant les plus appro- priés pour la formation de la référence du véhicule. On connaît déjà des méthodes destinées à la régulation antiblocage, dans lesquelles la valeur de référence utilisée en tant que vitesse de référence du véhicule suit en principe la vitesse de la roue contr1lée la plus rapide ou, selon le cas, la deuxième plus rapide, ou la troisième plus rapide, tout en diminuant toutefois, au maximum avec une pente de décroissance (-lg) correspondant à l'accélération, cette pente de décroissance étant déduite du maximum de décélération théorique (demande de brevet allemand n0 2254295). De plus, on connalt des systèmes de régulation antiblocage dans lesquels la pente négative de la vitesse de référence du véhicu- le peut, selon la condition de la chaussée, prendre diverses valeurs prédéterminées en vue d'une meilleure approximation de la variation de la vitesse réelle du véhicule (demande de brevet allemand n 2209955). Dans. d'autres systèmes de régulation antiblocage de ce type, on s'arrange, afin de faire l'économie de moyens de commutation, pour déterminer le désaccord entre les signaux de vitesse de roue et le signal de référence en termes d'amplitude et/ou de sens, dans chaque cas à la fin du cycle de régulation, et pour changer la pente négative de la valeur de référence sur la base de ces mesures en vue de s'adapter à la variation de vitesse du vé- hicule (demande de brevet allemand n 2836778). Toutes les méthodes connues pour la formation de la vitesse de référence du véhicule présentent cet inconvénient que, dans de nombreux cas, par exemple en présence d'une très faible valeur de frottement (routes glacées, glissantes), ou lorsque les conditions de la chaussée changent très rapidement, la référence du véhicule s'écarte trop de la vitesse du véhicule et est donc inapte à servir de valeur de référence pour la régulation du glissement de freinage. C'est donc un but de la présente invention que de prévoir une méthode pour générer une vitesse de référence de véhicule per- mettant d'obtenir une information optimale à partir du comportement de rotation individuel des roues, cette information permettaut-. d'élaborer, par voie de combinaison et de sélection, une référence de véhicule appropriée. Ce but peut être atteint d'une manière surprenante, avec un progrès technique certain, par une méthode du type mentionné au début, caractérisée en ce que le comportement de rotation de cha- que roue est évalué comparativement à la vitesse de référence du vé- hicule ayant rapport avec la roue selon plusieurs critères prédéter- minés et est ensuite classé dans des catégories, à savoir des périodes de définition de référence, et en ce que, selon la période de définition de référence respectivement constatée, une valeur de référence de véhicule relative à la roue individuelle va être déterminée et être combinée avec les valeurs de référence de véhicule ayant rapport avec les autres roues, pour la détermina- tion de la vitesse de référence du véhicule. La vitesse de référence du véhicule relative à la roue va, dans de nombreux cas, coincider avec la vitesse de réfé- rence du véhicule valable pourlarégulation de toutes les roues. De nombreux modes de réalisation avantageux de la présente invention apparaissent dans ce qui suit. La classification en plusieurs catégories de périodes de définition de référence est avantageusement effectuée, selon la mé- thode de l'invention, en comparant les vitesses des roues individuel- les à la vitesse de référence du véhicule, cela en tenant compte du signe de l'accélération de la roue, le résultat étant, par exemple, que l'on définit les cinq categories suivantes, et qu'une valeur de référence de véhicule ayant rapport avec la roue est obtenue en fonction de la catégorie, selon les relations indiquées ci-après: a) bRad bRef (cas normal); dans cette éventualité la valeur de référence de véhicule relative à la roue est posée égale à la pente de l'accélération de roue, ce qui signifie bfz = bRad b) vRd -VRef et bRad positive, on applique alors: K fzg 3 0,6 g -VRef et bRad négative, on applique alors: bfzg = -K4.bRad; - bRad à la valeur de référence de véhicule propre à chaque roue. Dans les systèmes commandés par horloge, l'évaluation du comportement de rotation des roues individuelles sera commodément effectuée en comparaison avec la vitesse de référence du véhicule, selon la chronologie définie à l'avance. Toutefois, il est également possible, d'autre part, de déterminer des valeurs de référence de véhicule continuellement en rapport avec la roue, et de les compa- rer à la vitesse de référence du véhicule. La méthode selon l'invention peut être réalisée au moyen de circuits électroniques analogiques ou à logique câblée classiques, ou au moyen de circuits programmés, par exemple avec un microprocesseur. Un avantage particulier de la méthode selon l'invention peut être vu dans le fait que la vitesse de référence du véhicule générée de la manière décrite peut être utilisée en tant que valeur de référence aussi bien pour la régulation du glissement de freinage que pour la régulation du glissement de traction. En outre, un point important est que la vitesse de référence de véhicule obtenue selon l'invention correspond à la vitesse réelle du véhicule, même pour de très faibles valeurs de frottement, ou va être très rapidement rendue proche de cette vitesse. Cela signifie qu'en observant le mouvement de la roue et en déterminant des périodes de définition de référence, l'invention permet de parvenir à une adaptationoptimale des valeurs de référence, c'est-a-dire de la vitesse de référence du véhicule, à la vitesse réelle du véhicule, même dans des situa- tions qui sont critiques pour la régulation. Les différents objets et caractéristiques de l'invention seront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent: - la figure i, un graphique de la variation de la vitesse et un graphique de la variation de l'accélération ou, selon la cas, de la décélération, d'une roue de véhicule sous freinage régulé, le diagramme du haut montrant la vitesse de référence du véhicule relative à la roue, tirée de ces informations par la méthode selon l'invention; et la figure 2, une configuration de circuits pour mettre en oeuvre la méthode selon l'invention. La méthode selon l'invention dévoile une voie universelle- ment applicable aux systèmes de régulation du glissement de freinage et du glissement de traction, pour engendrer une vitesse de réfé- rence de véhicule apte à servir de valeur de référence. A cette fin, l'invention est basée sur cette considération que le couple provo- quant le mouvement de la roue est à tout moment composé de la somme du couple de freinage et du couple d'entraînement. Lorsque la roue est décélérée, le couple de freinage est prépondérant, tandis que le couple d'entraînement est prédominant lorsque la roue accélère. Du fait du glissement, il y a une relation entre la vitesse de roue et la vitesse du véhicule. Comme représenté sur la figure 1, la considération du comportement de rotation des roues individuelles en combinaison avec la vitesse de référence du véhicule conduit à une classification en plusieurs périodes de définition de référence qui sont, par exemple, comme suit: a) bRad bRef (cas normal), (-1,3 g e) vRad) Ref et bRad négative. Le cas normal, période a, s'applique lorsque la roue individuelle est décélérée ou accélérée dans la plage de la dynami- que du véhicule, c'est-à-dire entre environ + 0,6 g et - 1,3 g. Dans cette plage, on désire que la pente de vitesse de référence du véhicule soit égale à l'accélération de roue, selon la présente 2556673. invention, c'est-à-dire que b = bad. fzg Rlad, La deuxième période de définition de référence, période b, commence lorsque la roue individuelle est décélérée à un point tel qu'elle est exposée à un glissement plus important. Dans ce cas, l'ampleur de la décélération de la roue est purement une question de différence entre le couple d'entrainement et le couple de freinage. Pour de faibles valeurs de frottement (routes glissantes) et de fortes pressions de freinage, la roue va être soumise à une forte décélération. Une trop forte diminution de la vitesse de référence du véhicule serait alors appropriée, en premier lieu parce qu'il y aurait un important désaccord entre la vitesse de référence et la vitesse du véhicule, et, en deuxième lieu, parce que la vitesse de référence deviendrait rapidement nulle et ne serait alors plus disponible en tant que critère de régulation. Il est donc souhaita- ble que, dans cette plage, la référence soit diminuée une pente inversement proportionnelle à la décélération de la roue. Ainsi, dans la période b, la formule s'écrit: b = 1; (- fzg bRad bRad Une valeur appropriée pour K1 peut être obtenue en consi- dérant que pour bRd =-1,3 g, la valeur de référence (bf) du véhicule rapportée à la roue doit également atteindre une valeur de -1,3 g. En conséquence K1 = 1, 69 g. Dans la période b, lorsque la valeur de K1 est comme indi- qué plus haut, la valeur de référence du véhicule, bfzg, rapportée à la roue peut prendre n'importe quelle valeur dans la plage de 0 à -1,3 g. D'une manière générale, K1 doit être compris entre environ 2 2 0,5 g et 5 g2. La lettre "g" désigne dans tous les cas l'accéléra- tion de la pesanteur dont la valeur approchée est de 9,81 m/s2. Pour arriver à ce que la vitesse de la roue surveillée et la référence du véhicule se rencontrent de nouveau après la décélé- ration marquée au cours de la deuxième période b, on désire que la référence dans une troisième période, période c, approche la vitesse de roue différemment, de manière dépendant étroitement de la réac- célération de la roue. Avec des réaccélérations à forte pente, le couple d'entraînement est prédominant. Ou bien des valeurs de frottement trop fortes se produisent pendant la régulation, ou bien un couple insuffisant a été généré. Une approximation rapide de la référence à la vitesse de roue est appropriée dans les deux cas. Par conséquent, dans cette troisième période, période c, dans laquelle - VRad peut être choisi pour être compris entre 0,1 et 2. Les trois périodes a) à c) de définition de référence sus-mentionnées s'appliquent au glissement de freinage. Pour le glissement de traction, qui est en principe soumis aux mêmes rela- tions physiques que le glissement de freinage, deux autres périodes de définition de référence, à savoir les périodes d et e, sont fixées dans le mode de réalisation de l'invention décrit ici. Lorsque la roue est accélérée sous l'effet du couple mo- teur, au-delà de la vitesse du véhicule, après une certaine période de temps la référence peut s'être écartée de la valeur des roues nonmotrices, à un point tel que la régulation pourrait être initialisée. Par suite, l!invention prévoit un rétrocouplage ayant lieu dans cette éventualité. Dans la quatrième période de définition de référence, période d, dans laquelle la vitesse de roue considé- rée doit être plus grande que, ou égale à, la vitesse de référence (vRad VRef) et l'accélération de roue doit être positives, la valeur de référence bfzg est déterminée selon: bfzg - b brad Une valeur avantageuse pour K est environ K= 0,36 g, de sorte que lorsque bad = 0,6 g, on aura aussi bfz 0,6 g. Rad 2 zg 2 Dans d'autres cas, K3 est dans la plage de 0,lg et 5 g. Au cours de la décélération de la roue surveillée, après survitesse, tant que VRad> VRef (bRad la relation bfzg = -K4. bRad. fzg 4 Rad Une valeur appropriée pour K4 est K4, 0,12, le résultat étant que la référence va être augmentée de 0,6 g à une décélération de roue de -5g. D'une manière générale, K4 devrait être compris entre environ 0,05 et 2. Un cas spécial sapplique si bRad = 0. Dans cette éventuali- té, c'est-à-dire lorsque la roue reste inactive, la référence va de préférence être diminuée progressivement ou linéairement au moyen d'un critère de temps (tmax, voir figure 2). La figure 1 illustre, en fonction du temps, la vitesse VRad tout aussi bien que l'accélération o, selon le cas, la décé- lération bRad d'une roue de véhicule freinée de manière régulée. La classification dans les périodes de définition de référence, a à e, décrites plus haut, et la variation de la vitesse de réfé- rence VRef relative à la roue, définies par la méthode se- lon l'invention, sont également représentées sur la figure 1. Aux fins de simplification, VRef a été représentée constante au cours de chaque période, bien que l'invention prévoit les dispositions vou- lues pour déterminer et évaluer la valeur de référence relative à la roue, continuellement ou selon l'horloge de travail des moyens électroniques. Jusqu'à l'instant t1 sur la figure 1, le cas dit '"normal" s'applique. Dans cette zone, la pente de la vitesse de référence du véhicule coïncide approximativement avec la décélération de la roue de sorte que les conditions préliminaires pour la période a sont satisfaites. La variation suivante de la vitesse de roue VRad conduit à admettre que la valeur de l'adhérence à la chaussée est très faible, ou que la force de freinage est si élevée qu'il y a risque de blocage de roue. Les conditions de la période b de défi- nition de référence prévalent dans l'intervalle entre t1 et t2. Par suite, comme décrit plus haut, la vitesse de référence du véhi- cule, VRef, va être diminuée de manière inversement proportionnelle à la décélération de roue, dans cet agencement. A l'instant t2, bRad devient positif, la vitesse de roue continue à être inférieure à la vitesse de référence. Le couple d'entraînement prédomine. Par suite, les conditions de la période c sont satisfaites. En faisant décro:tre encore la vitesse de réfé- rence comparativement à la période b, une approximation plus rapide de la vitesse de roue est réalisée. La valeur de référence relative à la roue(b), fzg obtenue selon la méthode de l'invention, par classification en pério- des de définition de référence, et par détermination de la variation suivante en fonction de la période "détectée" va ensuite être comparée et logiquement combinée aux valeurs de référence indivi- duelles correspondantes des autres roues. Ceci étant, la valeur de référence va être déterminée ou choisie d'une manière connue, selon des critères préétablis, qui convient le mieux en tant que valeur de référence pour la régulation. Il est également possible de former une valeur moyenne de plusieurs valeurs de référence déterminées au titre de la méthode selon l'invention. Dans les périodes d et e suivantes, le couple d'entraîne- ment de la roue considérée est si élevé que la vitesse de roue VRad croît au-delà de la référence du véhicule, VRef. Pour cette raison, la référence du véhicule va être diminuée de manière inversement proportionnelle à l'accélération de roue, dans l'intervalle entre t3 et t4. Dans la période suivante, e, dans laquelle la roue dêcé- lère de nouveau, une approximation plus étroite de la vitesse de référence à la vitesse de roue est recherchée, jusqu'à l'instant t5. Apres t5, les conditions de la période a vont de nouveau prévaloir dans le mode de réalisation selon la figure 1, de sorte que la valeur de référence relative à la roue bfzg pourra être égalée à l'accélération de roue, bRad. Un mode de réalisation d'une configuration de circuit pour mettre en oeuvre la méthode décrite est représenté sur la fi- gure 2. Sur la figure 2, on a prévu un comparateur 1 pour comparer la vitesse de roue individuelle, V Rad, à la vitesse de référence, VRef, et un comparateur 2 pour déterminer le signe de l'accélération de roue, bRad. Via les portes ET, 3, 4, 5 et 6, les sorties des comparateurs 1 et 2 sont logiquement combinées de manière que les quatre combinaisons possibles (VRad VRef' bRad négative), appliquentchacune un signal à l'un quelconque des commutateurs 7, 8, 9 ou 10. Via le commutateur recevant un signal, 7, 8, 9 ou 10, et fermé de ce fait, la constante correspondante, K1, K2, K3 ou K4 va être fournie à l'entrée d'un diviseur 11 ou d'un multiplicateur 12. A la deuxième entrée du diviseur 11 et du multiplicateur 12 est fournie la valeur bRad représentative de l'accélération instantanée de la roue, de sorte qu'à la sortie des étages 11 ou 12, selon la position des commutateurs 7 à 10, la référence de véhicule ayant rapport avec la roue, bfzg, va être présente en tant que produit de la vitesse de roue bRad par -K2 (période c), ou par K4 (période e), ou, selon le cas, en tant que quotient de la division de K1 par bRad (période b) ou K3 par bRad. La valeur de sortie du diviseur 11 ou, selon le cas, du multiplicateur 12, va être ajoutée à la vitesse de référence VRef au moyen d'un additionneur 13, le résultat de cela étant que la variation supplémentaire de la vitesse de référence VRef ou, selon le cas, la valeur VRef, va être disponible dans l'étage final 14, dans l'horloge de travail suivante. Une troisième sortie du comparateur 2, qui est la sortie supérieure sur la figure 2, est reliée, via un inverseur 15, à l'entrée de réinitialisation d'un compteur 16 dont la sortie va à un comparateur 17. Ce comparateur compare les contenus du compteur 16 à une valeur de temps maximale t qui est représentée par les max circuits 18. Si, dans le cas spécial décrit ci-dessus, l'accélération bRad est égale à 0, un signal apparaît à la troisième sortie du il comparateur 2, ce par quoi le compteur 16 va être mis en fonction- nement via l'inverseur 15. Si le contenu du compteur devient plus grand que tax, un signal est alors émis à la sortie du comparateur 17 et actionne un commutateur 19 qui va alors provoquer la conne- xion de la constante K5 au multiplicateur 12. Simultanément, le signal à la sortie du comparateur 17 va actionner un autre commuta- teur 20, ce qui va avoir pour effet qu'au lieu de l'accélération de roue bRad, c'est alors la valeur de temps tma qui va 9tre appli- max quée à l'entrée du diviseur 11 et du multiplicateur 12. On est ainsi assuré que la référence du véhicule est diminuée lorsque la roue reste fixe. Au lieu de la configuration de circuits selon la figure 2, un microprocesseur programmé de manière adéquate peut être utilisé pour combiner logiquement les signaux présents à l'entrée des compa- rateurs 1 et 2. REVENDICATIONS 1. Méthode pour générer une vitesse de référence de véhicu- le en tant que valeur de référence pour la régulation du glissement de freinage et/ou du glissement de traction dans les véhicules automobiles, en particulier les véhicules routiers, dans laquelle le comportement de rotation de roues régulées est mesuré et la vi- tesse de référence du véhicule est définie en raison du comporte- ment de rotation des roues individuelles, par voie de combinaison logique, sélection selon des critères prédéterminés et/ou comparaison avec des valeurs-limites prédéterminées, caractérisée en ce que le comportement de rotation de chaque roue est évalué comparativement à la vitesse de référence (VRef) du véhicule relative à la roue, selon plusieurs critères prédéterminés, et est ensuite classé dans des catégories, à savoir des périodes de définition de référence et en ce que, selon la période de définition de référence respectivement constatée, une valeur de référence de véhicule (bfz) relative à la roue individuelle va tre déterminée et être combinée avec les valeurs de référence de véhicule ayant rapport avec les autres roues, pour la détermination de la vitesse de référence du véhicule. 2. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que la différentiation et la classification des périodes de définition des références en plusieurs catégories sont accomplies par voie de comparaison de la vitesse de roue individuelle (vRad) avec la vitesse de référence de véhicule (VRef) relative à la roue, en tenant compte de la variation instantanée (bRad) de la vitesse de roue. 3. Méthode selon la revendication 2, caractérisée en ce que la différentiation des périodes de définition de référence est accomplie en tenant compte du sens de la variation (bRad) de la vitesse de roue. 4. Méthode selon la revendication 2, caractérisée en ce que la différentiation des périodes de définition de référence est accomplie en tenant compte de l'ampleur et du sens de la variation (bRad) de la vitesse de roue. Rad 5. Méthode selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que la différentiation des périodes de défi- nition de référence selon cinq catégories est accomplie comme suit: a) bRad bRef (cas normal), b) VRad e) bzfg = -K4 bRad; 7. Méthode selon la revendication 5, caractérisée en ce que les valeurs suivantes sont adoptées pour les constantes: 2 2 K1 = 0,5 à 5 g, de préférence 1,7 g K2 = 0,1 à 2, de préférence 0,25 K=0, là 52g2 2 K3 = 0,1 5 g2,de préférence 0,4 g2, K4 = 0,05 à 2, de préférence 0,1. 8. Méthode selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que, lorsque la roue reste inactive (bRad = 0) une valeur décroissant progressivement ou linéairement est attribuée à la valeur de référence de véhicule propre à chaque roue. 9. Méthode selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que l'évaluation du comportement de rotation des roues individuelles comparativement à la vitesse de référence du véhicule est accomplie selon une chronologie prédéterminée. 10. Méthode selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que l'évaluation du comportement de rotation des roues individuelles comparativement à la vitesse de référence du véhicule est accomplie de manière continue. 11. Configuration pour mettre en oeuvre la méthode revendiquée dans l'une quelconque des revendications 1 à 10, carac- térisée en ce que cette configuration comporte des circuits électroniques (1, 2) pour comparer les vitesses de roue individuelles des roues séparées (vRad) à la vitesse de référence (VRef) de véhicule relative à la roue, et pour déterminer l'accélération de roue (- bRad), et comporte des circuits de combinaison logique (3 à 6), de multiplication (12) et de division (11) qui permettent de géné- rer des valeurs de sortie en fonction du comportement de rotation de roue, par comparaison avec la vitesse de référence de véhicule et l'accélération de roue (- brad), selon des critères préétablis, en considération de constantes prédéterminées (K1 à K4), ces valeurs de sortie pouvant être fournies, à un additionneur (13), de concert avec la vitesse de référence (VRef) relative à la roue, cycliquement ou, selon le cas, dans l'horloge de travail des circuits. 12. Configuration pour mettre en oeuvre la méthode reven- diquée dans l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que cette configuration comporte un microprocesseur qui compare le comportement de rotation des roues individuelles (VRad) à la vitesse de référence de véhicule (VRef) relative à la roue, les classe selon plusieurs catégories, à savoir des périodes de définition de référence (périodes a à e), et détermine, en fonction de la période de définition de référence constatée, une valeur de référence de véhicule (bfzg) rapportée à la roue in- dividuelle, cette dernière valeur pouvant être évaluée de concert avec les valeurs de référence de véhicule ayant rapport avec les autres roues, pour la détermination de la iritesse de référence du véhicule.