Brevet FR2624070A1 — publié le 19890609

L'invention concerne un procédé pour déterminer des seuils de glissement pour un système de régulation du glis- sement d'entraînement en vue d'empêcher le patinage indésira- ble de roues motrices d'un véhicule automobile, mais selon lequel on mesure la vitesse circonférentielle des roues du véhicule et, à partir de là, la vitesse du véhicule, l'accélé- ration de ce dernier et le glissement des roues motrices, on compare le glissement de chaque roue motrice à une valeur de seuil pouvant être prédéterminée et, sur la base du résultat de la comparaison, la régulation de glissement d'entraînement est réalisée par action sur le moment d'entraînement et/ou sur les freins des roues motrices, et un dispositif.pour la mise en oeuvre de ce procédé. Un dispositif de ce type est connu d'après la de- mande de brevet allemand publiée sous le N 35 45 652. Dans ce dispositif un seuil moyen de glissement est remplacé par une valeur inférieure lorsque le véhicule se déplace avec une vi- tesse supérieure à une vitesse prédéterminée, dans une courbe, que l'accélération longitudinale du véhicule se situe dans une gamme déterminée de valeurs et qu'une régulation du glis- sement d'entraînement est exécutée. Au contraire le seuil mo- yen de glissement est remplacé par une valeur supérieure lors- que le véhicule se déplace également en courbe et que l'accé- lération longitudinale du véhicule est située au-dessus des valeurs de la gamme indiquée précédemment. Dans le cas d'un déplacement en courbe, on peut considérer qu'il existe, en un certain sens, une adaptation du seuil de glissement à la stabilité nécessaire dans le cas du déplacement en courbe, et le coefficient de frottement, c'est-à-dire l'adhérence du véhicule en rapport avec l'état de surface de la chaussée, sur laquelle circule précisément le véhicule, n'est pas pris en compte ici de sorte que par exemple, dans le cas d'une chaussée sèche, à laquelle le véhicule adhère bien, la valeur du seuil de glissement est commutée sur une valeur plus fai- ble, bien que ceci ne soit précisément pas nécessaire. D'après la demande de brevet allemand non publiée antérieurement, déposée sous le numéro provisoire P 37 28 574.2, on connaît un dispositif semblable, dans lequel un accrois- sement du seuil de glissement est réalisé lorsqu'au moins une roue motrice dépasse ce seuil de glissement et que simultané- ment le véhicule accélère. On ne peut rien tirer de ce docu- ment concernant les conditions ou la mise en oeuvre d'une ré- duction du seuil de glissement. Dans ce dispositif et en par- tie également dans le dispositif cité précédemment, une modi- fication du seuil de glissement n'est réalisée que lorsque le seuil de glissement prédéterminé est déjà dépassé et que le système de régulation du glissement d'entrainement fonc- tionne déjà. Il faut par conséquent déterminer tout d'abord que le seuil de glissement prédéterminé est manifestement trop bas étant donné qu'en dépit du fonctionnement du système de régulation du glissement d'entraînement, le véhicule accélère encore, et que c'est seulement ultérieurement qu'un seuil de glissement prédéterminé supérieur est utilisé. Ce dernier ne correspond pas aux conditions optimales dans les cas les plus rares étant donné qu'il ne tient pas compte de l'adhérence instantanée. Jusqu'alors, on utilisait des seuils de glissement constants, qui devaient être réglés sur le cas le plus défa- vorable -le verglas. Ces seuils de glissement sont cependant trop faibles pour un coefficient de frottement supérieur de sorte que seules sont alors possibles de faibles accélérations et que la régulation du glissement d'entraînement est bran- chée souvent de façon inutile. C'est pourquoi l'invention a pour but de proposer un procédé permettant de prédéterminer des seuils de glisse- ment correspondant mieux à l'adhérence instantanée et de créer par conséquent des conditions optimales du point de vue de la traction et de la stabilité moyennant une action de régla- ge s'appliquant pendant une durée aussi brève que possible (les seuils sont élevés, c'est-à-dire que c'est seulement lors du dépassement des seuils que la régulation commence & inter- venir et est à nouveau débranchée rapidement). L'invention a pour but également de créer un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Ce problème est résolu grâce au fait qu'on détermine une courbe, déterminée pour le type respectif de véhicule, de l'accélération pouvant être atteinte, à par- tir de l'état de repos du véhicule, en fonction du coeffi- cient de frottement, qu'on étend cette courbe en tenant compte des résistances de déplacement, qui dépendent de la vitesse du véhicule, pour former un ensemble de caractéristiques associées au coeffi- cient de frottement, en fonction de la vitesse et de l'accé- lération du véhicule, et qu'on associe une valeur de seuil de glissement à chaque coef- ficient de frottement déterminé à partir de l'ensemble de ca- ractéristiques. A l'aide de ce procédé il est possible de détermi- ner le coefficient de frottemeht utilisé instantanément et d'associer à ce coefficient une valeur de seuil de glissement, qui peut servir de grandeur pilote pour la régulation du glis- sement d'entraînement. L'inveni-onconcerne également sur un dispositif pour la mise en oeuvre du procédéassociéàunerégulation de l'avance d'un véhicule automobile, comportant des capteurs déterminant la vitesse circonférentielle des roues du véhicule, un dispo- sitif déterminant la vitesse du véhicule, l'accélération lon- gitudinale du véhicule et le glissement des roues motrices à prtir des signaux de ces capteurs, et un comparateur de glis- sement, qui répond à une valeur de seuil pouvant être prédé- terminée et est prévu pour chaque roue motrice du véhicule, caractériséen ce qu'il est prévu un dispositif, auquel sont envoyées périodiquement au moins les grandeurs: vitesse et accélération longitudinale du véhicule, et qui fournit un coefficient de frottement associé à ces grandeurs, à partir d'un ensemble de caractéristiques mémorisé et qu'une valeur de glissement associée au coefficient de frottement extrait est prédéterminée en tant que valeur de seuil envoyée aux com- parateurs de glissement. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente un diagramme de la per- formance de conduite; - la figure 2 représente un diagramme de l'accélé- ration longitudinale du véhicule, que l'on peut obtenir, en fonction du coefficient de frottement; - la figure 3 représente un diagramme performance de conduite-coefficient de frottement, établi sur la base des deux diagrammes des figures 1 et 2; - la figure 4 représente un diagramme incluant dif- férentes courbes coefficient de frottement-glissement; et - la figure 5 représente un exemple de réalisation schématique d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procé- dé conforme à l'invention. La figure 1 représente un diagramme de la perfor- mance de conduite, connu en soi, pour un type déterminé de véhicule automobile, qui peut être déterminé de façon empiri- que au moyen d'essais ou peut être calculé à l'aide d'un mo- dèle physique d'un essieu rigide et stable contre un retour- nement, à partir de grandeurs connues du véhicule, moyennant certaines simplifications. Sur ce diagramme de la performance de conduite, on peut voir quelle accélération longitudinale du véhicule -portée en ordonnéespeut être obtenue dans les différents rapports pour une vitesse déterminée du véhicule -portée en abscisses- dans le cas o la machine motrice est à pleine charge. A l'aide du même modèle physique d'un essieu rigi- de stable contre un retournement, on peut calculer également, pour le type déterminé de véhicule automobile, l'accélération longitudinale du véhicule, que l'on peut obtenir en fonction du coefficient de frottement entre la roue et la chaussée, à partir de l'état de repos du véhicule. Le résultat de ce calcul est la courbe 1 représentée sur la figure 2. Etant don- né que cette courbe est valable uniquement pour la vitesse vF = 0 km/h du véhicule, elle passe par l'origine du système de coordonnées. Il n'apparaît aucune résistance de déplace- ment. Si, dans le calcul, on tient compte des résistances de déplacement (résistance de roulement, résistance de l'air, etc.), on obtient les courbes 2, qui sont dessinées sur la figure 2 et sont représentées ici uniquement pour quelques vitesses discrètes jusqu'à la vitesse maximale VF max du véhi- cule. L'accroissement de la vitesse est indiqué par une flè- che. Cet ensemble de courbes est limité par une courbe 3 for- mée de tirets, qui est obtenue à partir du diagramme de la performance de conduite de la figure 1 et indique l'accéléra- tion maximale du véhicule, que l'on peut obtenir pour la vi- tesse respective considérée du véhicule. A partir de ces don- nées, on voit que l'accélération maximale peut être obtenue uniquement à partir de l'état de repos du véhicule pour un coefficient de frottement optimal (point 4) et que, pour la vitesse maximale VF max du véhicule, aucune accélération n'est plus possible (point 5). Mais on peut également lire sur ce diagramme le coefficient de frottement minimum qui est néces- saire pour atteindre une vitesse déterminée du véhicule. On peut lire cette valeur sur la base des abscisses, à l'endroit o la courbe 2 associée à la vitesse désirée du véhicule re- coupe ou touche cet axe des abscisses. Les deux diagrammes des figures 1 et 2 peuvent être combinés sous la forme d'un diagramme performance de conduite/coefficient de frottement, comme cela est représenté sur la figure 3. A partir de la figure 2 on peut obtenir respecti- vementdeux points différents correspondant au même coefficient de frottement, à savoir par exemple pour une vitesse constan- te déterminée du véhicule et pour l'état d'arrêt du véhicule. Par exemple: Pour le point 5, dans le cas de la vitesse maxima- le du véhicule, le coefficient de frottement minimum est ap- proximativement r = 0,3. Pour ce coefficient de frottement, on peut obtenir, à partir de l'état d'arrêt du véhicule, une accélération longitudinale maximale du véhicule égale appro- ximativement à ax = 1,4 m/s2 (lignes 6,7 et point 8). Si l'on reporte ces deux points sur le diagramme de la performance de conduite (sur la figure 1) et qu'on les relie entre eux, figure 3, points 5 et 8 et ligne 9, cette ligne 9 fournit ap- proximativement une courbe correspondant à un coefficient de frottement constant ou à une adhérence constante, et le dia- gramme devient le diagramme performance de conduite/coeffi- cient de frottement. Les courbes correspondant à une adhéren- ce constante sont représentées par des droites uniquement à titre de simplification et dans le cas pratique il s'agit de lignes courbes 10. Ces dernières peuvent être déterminées pour la totalité de l'ensemble de caractéristiques et sont repré- sentées sur la figure 3. Par conséquent un coefficient de frot- tement précis r est associé à chaque point de cet ensemble de caractéristiques, dont les coordonnées sontformées à par- tir d'une valeur déterminée de la vitesse VF du véhicule et d'une valeur déterminée de l'accélération longitudinale a du véhicule. La figure 4 montre un diagramme connu en soi com- portant deux courbes coefficient de frottement/glissement, la courbe 11 correspondant à une chaussée sèche, sur laquelle l'adhérence est bonne, et la courbe 12 à une chaussée humide. A partir de cette configuration de courbes représentée légè- rement idéalisée, pour ce qui concerne les branches montantes des courbes on peut supposer qu'il existe une relation linéai- re entre le coefficient de frottement et le glissement de sor- te qu'à chaque coefficient de frottement déterminé au moyen du diagramme performance de conduite/coefficient de frotte- ment de la figure 3, on peut associer, dans cette hypothèse, une valeur de glissement ( .1; F2 ->2); on peut introdui- re la ou une valeur légèrement supérieure associée à ce coef- ficient de frottement, dans le diagramme performance de con- duite/coefficient de frottement (figure 3), à la place du coef- ficient de frottement correspondant, en tant que valeur de seuil de glissement >s. Cet ensemble de caractéristiques peut être étendu, moyennant l'adjonction d'autres grandeurs d'entrée, comme l'an- gle de braquage, le poids du véhicule, la position du papil- lon des gaz, la position de la pédale d'accélération, le rap- port, la courbe caractéristique du convertisseur, etc, pour l'obtention d'un ensemble général de caractéristiques de dé- placement, au moyen duquel il est possible d'avoir une adap- tation encore meilleure de la régulation aux conditions de déplacement, comme par exemple un déplacement en montée, en montagne, sur de la neige épaisse, un déplacement avec des chaînes, l'état de charge, la traction d'une remorque, etc. Un exemple de réalisation schématique d'un dispo- sitif pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'inven- tion est représenté sur la figure 5. La référence 13 désigne des capteurs de la vitesse de rotation des quatre roues du véhicule, qui envoient des signaux associés aux vitesses de rotation ou aux vitesses circonférentielles des roues VvL,VvR, LVHR V des roues avant et des roues arrière de gauche et de HL' HR droite, à un circuit électronique 14 qui calcule, à partir de là, la vitesse VF du véhicule, l'accélération longitudinale ax du véhicule, ainsi que les valeurs de seuil XR' AL des rotes motrices. La référence 15 désigne un ensemble mémorisé de caractéristiques, dans lequel sont introduites, en tant que grandeurs d'entrée, la vitesse VF et l'accélération longitudi- nale ax du véhicule et qui délivre une valeur de seuil de glis- sement As' associée à ces grandeurs d'entrée, à un système 16 de régulation du glissement d'entraînement. Le circuit élec- tronique 14 envoie, par l'intermédiaire d'une ligne 19, au système 16 de régulation du glissement d'entraînement, les valeurs de glissement ?L' >R des roues motrices, qui sont com- parées, de façon connue en soi, à la valeur de seuil de glis- sement S' à la suite de quoi des instructions de commande A pour le moment d'entrainement 17 et B pour les freins 18 des roues motrices sont délivrées, dans le cas o ces derniè- res sont réglées selon un système de régulation connu sous le sigle ASR. Une extension de l'ensemble des caractéristiques aboutissant à un ensemble général de caractéristiques de dé- placement, comme décrit plus haut, est indiquée au moyen de flèches 20 représentées par des lignes formées de tirets, pour d'autres grandeurs d'entrée. De cette manière on peut mieux adapter la valeur de seuil de glissement A S indiquée par l'en- semble de caractéristiques 15 à ces grandeurs d'entrée. Le coefficient de frottement y déterminé à partir de l'ensemble des caractéristiques est utilisé principalement pour réaliser la régulation du glissement d'entraînement par action sur le moment d'entraînement, par l'intermédiaire de la position du papillon des gaz. Dans le système de régula- tion ASR, après dépassement d'une valeur de seuil de glisse- ment prédéterminée, s par une roue motrice, il se produit un brusque retour du papillon des gaz. La réouverture ultérieure du papillon des gaz ou sa vitesse peut être influencée, en dehors d'autres paramètres, également par le coefficient de frottement déterminé: plus le coefficient de frottement dé- terminé est élevé, plus la réouverture du papillon des gaz est rapide et/ou plus la suppression du couple de freinage s'effectue rapidement et inversement. Ceci peut s'effectuer de façon continue ou pas-à-pas. Un dispositif travaillant conformément au procédé décrit a été testé lors d'essais de déplacement et a permis d'obtenir des améliorations nettes du point de vue traction et stabilité par rapport à un système connu de régulation du glissement d'entraînement non seulement dans le cas d'un dé- placement en ligne droite, mais également dans le cas du fran- chissement d'une courbe. Pendant un déplacement en courbe avec une vitesse limite, le papillon des gaz est rétrogradé d'une manière réglée sur la base d'une réduction progressive de l'ac- célération longitudinale du véhicule, par le fait que les seuils de glissement sont réduits. Le véhicule parcourt par conséquent la courbe avec un glissement d'entrainement plus faible et est de ce fait plus stable. Etant donné que, pour chaque type de véhicule, on peut se reporter au présent diagramme de la performance de conduite, il est également possible, à l'aide du procédé dé- crit, de rationnaliser des études portant sur la dynamique de déplacement et d'évaluer la tendance de paramètres propres au système logique. REVENDICATIONS 1. Procédé pour déterminer des seuils de glissement pour un système de régulation du glissement d'entraînement en vue d'empêcher le patinage indésirable de roues motrices d'un véhicule automobile, mais selon lequel on mesure la vi- tesse circonférentielle des roues du véhicule et, à partir de là, la vitesse du véhicule, l'accélération de ce dernier et le glissement des roues motrices, on compare le glissement de chaque roue motrice à une valeur de seuil pouvant être pré- déterminée et, sur la base du résultat de la comparaison, la régulation de glissement d'entraînement est réalisée par ac- tion sur le moment d'entraînement et/ou sur les freins des roues motrices, caractérisé en ce qu'on détermine une courbe (1), déterminée pour le type res- pectif de véhicule, de l'accélération (ax) pouvant être attein- te, & partir de l'état de repos (VF=0) du véhicule, en fonc- tion du coefficient de frottement (), qu'on étend cette courbe (1) en tenant compte des résistances de déplacement, qui dépendent de la vitesse (VF) du véhicule, pour former un ensemble de caractéristiques (10) associées au coefficient de frottement (p), en fonction de la vitesse (VF) et de l'accélération (ax) du véhicule, et qu'on associe une valeur de seuil de glissement (XS) à chaque coefficient de frottement (l) déterminé à partir de l'ensem- ble de caractéristiques. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur de seuil de glissement (>S) dépend du coef- ficient de frottement (l) déterminé. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on étend l'ensemble de caractéristiques moyennant l'adjonction d'autres grandeurs d'entrée comme par exemple l'angle de braquage, le poids du véhicule, l'angle du papil- lon des gaz, la position de la pédale d'accélération, le rap- port réglé, la courbe caractéristique de conversion, pour ob- tenir un ensemble général de caractéristiques de déplacement. 4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 pour un système de régulation de l'avance d'un véhicule automobile, comportant des capteurs déterminant la-vitesse circonférentielle des roues du véhicu- le, un dispositif déterminant la vitesse du véhicule, l'ac- célération longitudinale du véhicule et le glissement des roues motrices à partir des signaux de ces-capteurs, et un comparateur de glissement, qui répond à une valeur de seuil pouvant être prédéterminée et est prévu pour chaque roue mo- trice du véhicule, caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif (15), auquel sont envoyées pé- riodiquement au moins les grandeurs: vitesse (VF) et accélé- ration longitudinale (ax) du véhicule, et qui fournit un coef- ficient de frottement (p) associé à ces grandeurs, à partir d'un ensemble de caractéristiques mémorisé et qu'une valeur de glissement associée au coefficient de frottement (P) ex- trait est prédéterminée en tant que valeur de seuil (S) envo- yée aux comparateurs de glissement.