Brevet FR2585989A1 — publié le 19870213

"Agencement pour la régulation du patinage des roues motrices d'un véhicule automobile" L'invention concerne un agencement pour la régulation du patinage d'une roue motrice entraînée par l'intermédiaire d'un embrayage d'un moteur à combustion interne selon le préambule de la revendication 1. Il est connu de réguler le patinage des roues motrices d'un véhicule automobile en détectant au moyen d'une premier capteur de vitesse de rotation la vitesse de rotation des roues motrices et au moyen d'un second capteur de vitesse de rotation la vitesse de rotation d'une roue non motrice, c'est-à-dire d'une roue non entraînée. Les freins des roues motrices sont munis d'éléments de réglage de la pression de freinage qui, en étant commandés par un circuit de commande, diminuent la force d'entraînement de chacune des roues motrices par freinage des roues. Pour éviter que les deux roues motrices qui sont accouplées l'une à l'autre par l'intermédiaire d'un différentiel soient freinées simultanément lorsque les deux roues motrices patinent, le circuit de commande diminue, dans cette situation de fonctionnement, la puissance du moteur par l'intermédiaire d'un servo-clapet d'étranglement. Le but de l'invention est de proposer un agencement pour la régulation du patinage des roues motrices d'un véhicule automobile dans lequel il n'est pas nécessaire de freiner la roue motrice qui patine. Cet agencement est destiné à la régulation d'une roue motrice entraînée par un moteur à combustion interne par l'intermédiaire d'une boite de vitesses et d'un embrayage à friction disposé sur le parcours suivi par le couple de rotation entre le moteur à combustion interne et la boite de vitesses et il est du type comprenant un pre- mier capteur de vitesse de rotation qui produit un premier signal de vitesse de rotation correspondant à la vitesse de rotation de la roue motrice ou à la vitesse de rotation de sortie de la boite de vites- ses, comprenant un second capteur de vitesse de rotation qui produit un second signal de vitesse de rotation correspondant à la vitesse de rotation d'une roue non motrice du véhicule automobile, et comprenant un agencement de réglage de couple de rotation répondant aux deux signaux de vitesse de rotation, qui réduit le couple d'entraînement de la roue motrice quand le premier signal de vitesse de rotation représente une vitesse de rotation plus élevée que celle du second signal de vitesse de rotation. Dans l'agencement selon l'invention, l'embrayage peut être embrayé et débrayé par l'intermédiaire d'un' dispositif d'entraînement commandable et l'agencement de réglage du couple de rotation commande le dispositif d'entraînement de l'embrayage dans le sens du débrayage quand le premier signal de vitesse de rota- tion représente une vitesse de rotation supérieure d'au moins une valeur de différence prédéterminée au second signal de vitesse de rotation, et effectue une commande dans le sens de l'embrayage quand les vitesses de rotation représentées par le premier et le second signal de vitesse de rotation sont inférieures à la valeur de diffé- rence prédéterminée. Dans le cadre de l'invention, le couple d'entraînement agissant sur les roues motrices est diminué, en vue de la régulation du patinage, en débrayant l'embrayage disposé sur le parcours de transmission de force entre le moteur à combustion interne et la botte de vitesses par l'intermédiaire d'un dispositif d'entraînement pouvant être commandé, dans une mesure telle qu'un patinage prédéterminé de préférence inférieur à 5Z et par exemple compris entre 1 et 2Z en moyenne dans le temps ne soit pas dépassé. On utilise pour la commande de l'embrayage un agencement de réglage du couple de rotation qui déplace l'embrayage en direction du débrayage à une vitesse de réglage prédéterminée quand la vitesse de rotation ou la vitesse angulaire momentanée de la roue motrice surveillée par le premier capteur de vitesse de rotation est supérieure d'une valeur de différence prédéterminée à la vitesse de rotation ou à la vitesse angulaire momentanée de la roue non motrice surveillée par le second capteur de vitesse de rotation. L'embrayage est commandé dans le sens de l'embrayage quand les vitesses de rotation sont différentes l'une de l'autre de moins de la valeur de différence prédéterminée. Quand il s'agit de véhicules automobiles à roues motrices entraînées par paires par l'intermédiaire d'un différentiel, il est nécessaire de prendre des mesures pour pouvoir réguler également le patinage de l'une seulement des deux roues motrices. Selon un mode de réalisation préféré, on prévoit, dans ce cas, un différentiel de verrouillage commandable qui ne bloque que l'une des deux roues motrices dans le cas d'un patinage. Les rotations relatives des deux roues motrices accouplées l'une à l'autre par l'intermédiaire.d'un différentiel de verrouillage sont détectées par un troisième capteur de vitesse de rotation par rapport au signal de vitesse de rotation du premier capteur de vitesse de rotation et elles sont utilisées pour la commande du différentiel de verrouillage. A cet égard, il s'est révélé approprié que le premier capteur de vitesse de rotation capte la vitesse de rotation d'entrée du différentiel de verrouillage et soit utilisé dans le même temps comme capteur pour le tachymètre du véhicule. Le différentiel de verrouillage qui vient d'être expliqué est activé en fonction de la présence d'une condition de patinage de manière à ne pas avoir d'influence négative inutile sur le fonctionnement du différentiel quand le véhicule circule dans des courbes. Le différentiel de verrouillage n'est cependant pas nécessaire quand on désire corriger le patinage seulement pendant la marche, par exemple pour limiter la tendance du véhicule à déraper quand les roues motrices patinent unilatéralement, par exemple par aquaplaning ou en cas de verglas, en diminuant la puissance d'entraînement d'ensemble du véhicule. La diminution du couple d'entraînement agissant sur les roues motrices par un débrayage partiel de l'embrayage augmente la sollicitation thermique appliquée à l'embrayage. Pour éviter une sollicitation trop élevée et selon un mode de réalisation préféré, on limite additionnellement la puissance du moteur en fonction du régime du moteur lorsqu'apparaissent des conditions de patinage. On choisit par ailleurs la valeur limite de la vitesse de rotation en fonction des conditions de la marche. Au démarrage, on régule avantageusement la puissance du moteur de manière à ne pas dépasser la vitesse de rotation- à laquelle le moteur à combustion interne' atteint 80% de son couple maximal. Pendant la marche, on limite le régime du moteur en régulant sa puissance de manière à ne pas dépasser la vitesse de rotation synchrone de l'embrayage, c'est-à-dire la vitesse de rotation momentanée de l'arbre d'entrée de la boite de vitesses pendant les conditions de débrayage de la régulation du patinage. Avantageusement, on règle la vitesse de rotation du moteur sur la valeur de la vitesse de rotation synchrone. Une autre mesure préférée pour que l'embrayage ne soit pas soumis à des surcharges consiste à limiter à un laps de temps maximal la durée pendant laquelle l'embrayage est partiellement débrayé en vue de la régulation du patinage, et quand le laps de temps maximal s'est écoulé, on embraye obligatoirement l'embrayage même dans le cas de conditions de patinage. La régulation du patinage selon l'invention convient particulièrement à des véhicules automobiles à embrayage à friction à commande automatique dans lesquels l'embrayage est embrayé et débrayé de toute manière par l'intermédiaire d'une servocommande commandable. En ce qui concerne la servocommande, il s'agit avantageusement d'une servocommande de position à boucle de régulation fermée, dans laquelle la position de débrayage est commandée par un signal de valeur de consigne de position fourni par le dispositif d'actionnement automatique de l'embrayage. A ce signal de valeur de consigne de position peut être superposé un signal de correction pour réguler le patinage. Un mode de réalisation de l'invention va maintenant être expliqué plus en détail en référence au dessin annexé représentant, sous forme d'un schéma par blocs, un agencement de régulation du patinage d'un véhicule automobile. Le véhicule automobile comprend un moteur à combustion interne 1 qui est relié par l'intermédiaire d'un embrayage -à friction 3 à une botte à plusieurs vitesses qui est dans ce cas une botte de vitesses 7 dont les vitesses sont passées manuellement au moyen d'un levier 5. La botte de vitesses 7 entraîne une paire de roues motrices 11 par l'intermédiaire d'un différentiel de verrouillage commandable 9. L'une des roues du véhicule qui n'est pas entraînée, c'est-à-dire libre, est indiquée en 13. L'embrayage à friction 3 est embrayé et débrayé par une servocommande de position 15 qui peut placer une tige de débrayage 17 de l'embrayage à friction 3 sur une position déterminée par un signal de valeur de consigne de position. Le signal de valeur de consigne de position est appliqué à la servocommande de position 15 par l'intermédiaire d'un étage sommateur 19 à partir d'une commande d'embrayage 21 qui commande la position d'embrayage en fonction de paramètres de fonctionnement du véhicule tels que la vitesse de rotation du moteur à combustion interne 1, la position d'une pédale des gaz qui n'est pas représentée, la position du levier 5 de la boîte de vitesses ou encore la vitesse de marche du véhicule. Une commande d'embrayage appropriée est décrite par exemple dans le brevet allemand ouvert à l'inspection publique 30 28 250. Quand on manoeuvre le levier de la boite de vitesses et quand on lâche la pédale, la commande d'embrayage 21 débraye l'embrayage à friction 3, ce qui permet de changer de vitesse. Quand on actionne ensuite la pédale des gaz, l'embrayage est à nouveau réembrayé en fonction de la vitesse de rotation du moteur ou encore en fonction du temps. Pour pouvoir réguler le patinage des roues motrices 11, un premier capteur de vitesse de rotation 23, qui peut être le capteur du tachymètre du véhicule, détecte la vitesse de rotation de départ de la boite de vitesses 7. Un second capteur de vitesse de rotation 25 capte la vitesse de rotation de la roue libre 13. Un étage soustracteur 27 établit un signal de différence entre les signaux de vitesse de rotation fournis par les capteurs de vitesse de rotation 23, 25, ce qui constitue une mesure de la différence momentanée de la vitesse de rotation de la roue libre 13 et de la vitesse de rotation de départ de la boite de vitesses 7. Une commande 29 superpose dans l'étage sommateur 19 un signal de correction au signal de valeur de consigne de position de la commande d'embrayage 21, ce signal débrayant suffisamment l'embrayage à friction 3, partant de la position de débrayage déterminée par le signal de valeur de consigne de position de la commande d'embrayage 21, pour éviter le patinage des roues motrices 11. La commande 29 est un élément composant d'un circuit de régulation fermé qui compare le signal différentiel de l'étage soustracteur 27 à une valeur de patinage prédéterminée qui est de préférence de 1 à 2% de la vitesse de rotation détectée par le capteur de vitesse de rotation 23. Si le patinage dépasse cette valeur, l'embrayage à friction 3 est commandé dans le sens d'un débrayage; s'il est inférieur à cette valeur prédéterminée, l'embrayage à friction 3 est déplacé dans le sens de l'embrayage. L'embrayage à friction 3 diminue le couple d'entraînement agissant sur les roues motrices 11 par l'intermédiaire du différentiel de verrouillage 9 jusqu'à une valeur pour laquelle l'augmentation de la vitesse de rotation d'entrée de la boite de vitesses 7 provoquée par le patinage de l'une des deux roues motrices 11 est éliminée. Ainsi, on peut éviter pendant la marche un patinage tel que celui qui peut apparaître par exemple quand l'une seulement des deux roues motrices roule sur du verglas ou sur une voie humide. Dans le cas o le véhicule démarre sur de la glace et de la neige, ou analogues, il peut arriver que l'une des deux roues motrices patine alors que l'autre roue motrice est immobile en raison de la nature du sol. Deux capteurs de vitesse de rotation 31 associés aux deux roues motrices 11 détectent cette situation de fonctionnement et bloquent le différentiel de verrouillage commandable 9 par l'intermédiaire d'un étage de commande 33. L'étage de commande 33 peut en outre être activé par l'intermédiaire du signal différentiel provenant de l'étage soustracteur et qui représente une condition de patinage pour bloquer le différentiel de verrouillage 9. Lorsque la régulation du patinage ne doit être active que pendant la marche, un différentiel de verrouillage devient inutile et on peut donc utiliser un différentiel non verrouillable pour l'entraînement des roues motrices 11. Le circuit de régulation de patinage permet de réaliser une protection contre des surcharges de l'embrayage à friction 3. Un circuit de régulation 35 de la puissance du moteur détecte au moyen d'un capteur de vitesse de rotation 37 la vitesse de rotation du moteur à combustion interne 1 et régule la puissance du moteur par exemple par l'intermédiaire de l'allumage, mais de préférence par l'intermédiaire d'un dispositif de réglage de puissance tel qu'un clapet d'étranglement 39, la puissance de sortie du moteur à combustion interne étant telle qu'une valeur prédéterminée de la vitesse de rotation du moteur ne soit pas dépassée. La valeur de la vitesse de rotation prédéterminée est déterminée à l'avance en fonction de la situation de fonctionnement du véhicule. Pour ce faire, on raccorde au capteur de vitesse de rotation 23 qui détecte la vitesse de rotation de sortie de la botte de vitesses 7 un étage comparateur 41 qui émet à une sortie 43 un premier signal de commande pour des vitesses de rotation qui correspondent sensiblement à l'arrêt du véhicule, et qui émet, à une sortie 45,un second signal de commande pour des vitesses de rotation qui correspondent sensiblement à la marche. Le signal de commande qui apparaît à la sortie 43 quand le véhicule est à l'arrêt est produit lors du démarrage du véhicule et habilite un capteur de valeur de consigne 47 qui commande le circuit de régulation 35 de façon que la vitesse de rotation du moteur ne dépasse pas une valeur constante n de la vitesse de rotation. La valeur n max max de la vitesse de rotation est située dans une plage dans laquelle le moteur à combustion interne 1 atteint de 75% à 85%, et de préférence environ 80%, de son couple maximal. Dans des situations de marche, le capteur de valeur de consigne 47 ne fonctionne pas et la valeur prédéterminée de la vitesse de rotation, à laquelle le circuit de régulation 35 de la vitesse de rotation du moteur est limitée, est déterminée par un générateur de valeur de consigne 49 pouvant être activé par le signal de commande de la sortie 45. Le générateur de valeur de consigne 49 comprend un circuit de calcul qui calcule à partir du signal du capteur de vitesse de rotation 23 et d'un signal de commande d'un capteur 50 détectant la position du levier 5 de la botte de vitesses un signal de valeur de consigne correspondant à la vitesse de rotation d'entrée de la botte de vitesses 7. La vitesse de rotation d'entrée de la boîte de vitesses 7 est,pendant la marche,la même que la vitesse de rotation synchrone de l'embrayage à friction 3, c'est-à-dire la vitesse de rotation à laquelle doit fonctionner le moteur à combustion interne 1 pour éviter des différences de vitesse de rotation de l'embrayage à friction 3 à l'état débrayé. De préférence et pendant la marche, la vitesse de rotation du moteur est maintenue constante et égale à celle de la vitesse de rotation synchrone quand apparaissent des conditions de patinage: Une autre mesure pour protéger l'embrayage à friction 3 vis-à- vis de surcharges consiste à prévoir un étage temporisateur 51 qui est déclenché par exemple par le signal différentiel de l'étage soustracteur 27 représentant l'apparition d'une condition de patinage, et la commande 29 est rendue inactive après un laps de temps prédéterminé. Ce laps de temps prédéterminé est calculé pour que dans les limites de celui-ci il ne puisse y avoir de dégats par surchauffe de l'embrayage à friction 3 qui patine en étant partiellement débrayé. La commande 29 peut en outre être mise en circuit ou hors circuit par un étage de commande 53, c'est-à-dire activée à volonté. En ce qui concerne l'étage de commande 53, il peut s'agir d'un commutateur prévu par exemple sur le tableau de bord du véhicule. Cependant, l'étage de commande 53 peut aussi rendre automatiquement active la régulation du patinage en fonction d'autres paramètres tels que la température extérieure, par l'intermédiaire d'un dispositif avertisseur de la présence de glace ou en fonction de la position de la pédale des gaz. Dans le mode de réalisation qui précède, l'apparition de conditions de patinage est déterminée en fonction de la vitesse de rotation de sortie de la botte de vitesses 7. Mais à la place du capteur de vitesse de rotation 23, on peut également relier l'un des deux, ou éventuellement les deux capteurs 31 de vitesse de rotation à l'étage soustracteur 27 et/ou à la commande 29. REVENDICATIONS 1. Agencement pour réguler le patinage d'une roue motrice (11) d'un véhicule automobile entraînée par un moteur à combustion interne (1) par l'intermédiaire d'une boîte de vitesses (7) et d'un embrayage à friction (3) disposé sur le parcours suivi par le couple de rotation entre le moteur à combustion interne (1) et la boîte de vitesses (7), comprenant un premier capteur de vitesse de rotation (23) qui produit un premier signal de vitesse de rotation correspondant à la vitesse de rotation de la roue motrice (11) ou à la vitesse de rotation de sortie de la boite de vitesses (7), comprenant un second capteur de vitesse de rotation (25) qui produit un second signal de vitesse de rotation correspondant à la vitesse de rotation d'une roue non motrice (13) du véhicule automobile, et comprenant un agencement de réglage de couple de rotation (27, 29) répondant aux deux signaux de vitesse de rotation, qui réduit le couple d'entraînement de la roue motrice (11) quand le premier signal de vitesse de rotation représente une vitesse de rotation plus élevée que celle du second signal de vitesse de rotation, caractérisé en ce que l'embrayage (3) peut être embrayé et débrayé par l'intermédiaire d'un dispositif d'entraînement commandable (15) et en ce que l'agencement de réglage du couple de rotation (27, 29) commande le dispositif d'entraînement (15) de l'embrayage (3) dans le sens du débrayage quand le premier signal de vitesse de rotation représente une vitesse de rotation supérieure d'au moins une valeur de différence prédéterminée au second signal de vitesse de rotation, et effectue une commande dans le sens de l'embrayage quand les vitesses de rotation représentées par le premier et le second signal de vitesse de rotation sont inférieures à la valeur de différence prédéterminée. 2. Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur de différence est inférieure à 5% et de préférence d'environ 1 à 2% de la vitesse de rotation représentée par le premier signal de vitesse de rotation. 3. Agencement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le véhicule automobile comprend des roues motrices (11) entraînées par paires par l'intermédiaire d'un différentiel de verrouillage commandable (9), en ce qu'au moins un troisième capteur de vitesse de rotation (31) est prévu, qui, par rapport au premier capteur de vitesse de rotation (23) , capte une rotation relative des roues motrices (11) de la paire de roues motrices, et en ce qu'un circuit de commande (33) qui peut être activé quand apparaît un patinage détecté par les premier et second capteurs de vitesse de rotation (23, 25) bloque le différentiel de verrouillage (9) quand apparaît la rotation relative de la paire de roues motrices. 4. Agencement selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier capteur de vitesse de rotation (23) détecte la vitesse de rotation d'entrée du différentiel de verrouillage (9). 5. Agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un capteur de vitesse de rotation de moteur (37) produit un signal de vitesse de rotation de moteur correspondant à la vitesse de rotation du moteur à combustion interne (1), en ce qu'un agencement limitateur de puissance (35, 39) qui répond au signal de vitesse de rotation du moteur commande la puissance du moteur à combustion interne (1) pendant la régulation du patinage de manière que la vitesse de rotation du moteur à combustion interne (1) ne dépasse pas une valeur de vitesse de rotation prédéterminée, et en ce qu'un circuit de commande (41, 47, 49) répondant au moins à l'un des signaux de vitesse de rotation et/ou à un signal de commande représentant la position de la boîte de vitesses (7), règle l'importance de la valeur prédéterminée de la vitesse de rotation lors du départ du véhicule sur une première valeur de vitesse de rotation constante, et lorsqu'il y a changement de vitesse par la boite de vitesses (7) pendant la marche, règle cette valeur de la vitesse de rotation sur une seconde valeur qui change en fonction essentiellement de la vitesse de rotation d'entrée de la boîte de vitesses (7). 6. Agencement selon la revendication 5, caractérisé en ce que la première valeur de la vitesse de rotation est située dans une plage dans les limites de laquelle le moteur à combustion interne (1) fournit une puissance comprise entre 75% et 85% de son couple de rotation maximal. Z585989 7. Agencement selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le circuit de commande (41, 47, 49) répond au second signal de vitesse de rotation et, pour des valeurs du premier signal de vitesse de rotation correspondant sensiblement à l'arrêt du véhicule, règle la première valeur de la vitesse de rotation et sinon la seconde valeur de la vitesse de rotation. 8. Agencement selon la revendication 7, caractérisé en ce que le circuit de commande (41, 47, 49) comprend un circuit de calcul (49) qui calcule la vitesse de rotation d'entrée de la boite de vitesses (7) en fonction du second signal de vitesse de rotation et du signal de com- -mande représentant la position de la vitesse de la boîte de vitesses (7). 9. Agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'agencement de réglage du couple de rotation (27, 29) comprend un dispositif limitateur de temps (51) qui limite le laps de temps maximal pendant lequel l'embrayage (3) peut être débrayé pour réguler le patinage. et commande le dispositif d'entraînement (15) de l'embrayage (3) dans le sens de l'embrayage lorsque le laps de temps maximal a été dépassé. 10. Agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'agencement de réglage du couple de rotation (27, 29) peut être rendu actif ou inactif par un étage de commande (53). 11. Agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement de l'embrayage (3) est constitué sous forme d'une servocommande de position (15) à boucle de régulation fermée, en ce qu'une commande d'embrayage automatique (21) émet, lors du démarrage et des changements de vitesse de la boîte de vitesses (7), des signaux de valeur de consigne de position appliqués à la servocommande de position (15), qui embraye ou débraye complètement l'embrayage (3), et en ce que l'agencement de réglage du couple de rotation (27, 29) superpose, au signal de valeur de consigne de position, un signal de correction qui régule le patinage.