Brevet FR2624078A1 — publié le 19890609

L'invention concerne un procédé pour adapter des valeurs de seuil de glissement pour un système de régulation du glissement d'entraînement et/ou du glissement de freinage aux pneumatiques montés sur un véhicule automobile. L'inven- tion concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Un dispositif servant & déterminer les valeurs de seuil de glissement pour un système de régulation du glisse- ment d'entraînement est connu d'après la demande de brevet allemand publiée sous le N 35 45 652. Dans ce dispositif, un seuil moyen de glissement est remplacé par une valeur infé- rieure lorsque le véhicule se déplace avec une vitesse supé- rieure & une vitesse prédéterminée, dans une courbe, que l'ac- célération longitudinale du véhicule se situe dans une gamme déterminée de valeurs et qu'une régulation du glissement d'en- traînement est exécutée. Au contraire le seuil moyen de glis- sement est remplacé par une valeur supérieure lorsque le vé- hicule se déplace également en courbe et que l'accélération longitudinale du véhicule est située au-dessus des valeurs de la gamme indiquée précédemment. Dans le cas d'un déplace- ment en courbe, on peut considérer qu'il existe, en un cer- tain sens, une adaptation du seuil de glissement à la stabi- lité nécessaire dans le cas du déplacement en courbe, et le coefficient de frottement, c'est-à-dire l'adhérence du véhi- cule 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 chaus- sée sèche, à laquelle le véhicule adhère bien, la valeur de seuil de glissement est commutée sur une valeur plus faible, bien que ceci ne soit précisément pas nécessaire. Jusqu'alors, il était connu de modifier des valeurs de seuil de glissement uniquement dans des systèmes de régu- lation du glissement d'entraînement, pour avoir une adapta- tion à des états de déplacement déterminés ou pour avoir une amélioration de la traction ou de la stabilité. Jusqu'alors on ne tenait pas compte d'équipements différents installés sur les véhicules, notamment en ce qui concerne les pneumati- ques, bien que des véhicules comportant des systèmes de régu- lation du glissement d'entraînement et du glissement de frei- nage réagissent très différemment sur une même chaussée, se- lon qu'ils sont équipés de pneumatiques d'été ou de pneumati- ques d'hiver ou bien de pneumatiques neufs ou usagés. Dans des systèmes connus de régulation, on utilise de façon prépondérante des seuils de glissement constants, qui devraient être réglés en fonction du cas le plus défavo- rable -verglas. Ces seuils de glissement sont souvent trop faibles pour un coefficient de frottement supérieur de sorte lque seules sont alors possibles de faibles accélérationset que la régulation du glissement d'entraînement est branchée sou- vent d'une manière inutile. On ne tient pas compte de pneuma- tiques différents, ni des réactions du véhicule, qui sont mo- difiées de ce fait. C'est pourquoi l'invention a pour but de proposer un procédé permettant de prédéterminer des seuils de glisse- ment mieux associés aux pneumatiques montés sur un véhicule automobile et de créer par conséquent des conditions optima- les de régulation aussi bien pour des systèmes de régulation du glissement d'entraînement que pour des systèmes de régula- tion du glissement de freinage. L'invention a également pour but d'indiquer un dispositif pour la mise en oeuvre de ce pro- cédé. Ce problème est résolu conformément à l'invention grâce au fait qu'on détermine une courbe de l'accélération pouvant être at- teinte par le véhicule, qui est déterminée pour le type con- sidéré de véhicule et est calculée à partir des vitesses de rotation des roues non motrices, à partir de l'état d'arrêt du véhicule, en fonction du coefficient de frottement, qu'on étend cette courbe, en tenant compte des résistances de déplacement, qui dépendent de la vitesse du véhicule, à un ensemble de caractéristiques du coefficient de frottement, en fonction de la vitesse et de l'accélération du véhicule, que dans cet ensemble de caractéristiques, on fixe une fenê- tre de mesure associée à un coefficient de frottement déter- miné, et qu'on remplace une valeur de seuil de glissement de base, qui doit être associée à un coefficient de frottement déterminé par la valeur de glissement apparaissant au niveau des roues motrices, lorsque le véhicule automobile atteint un état de déplacement défini par la fenêtre de mesure et que,simultanément; a) le véhicule se déplace en ligne droite, b) il n'existe aucune différence entre les vitesses de rota- tion des roues motrices, c) l'accélération des roues motrices correspond à l'accéléra- tion, du véhicule, et d) il ne se produit aucune régulation du glissement d'entraî- nement ou du glissement de freinage, auquel cas la valeur de seuil de glissement, respectivement utilisée correspond ou est associée à la valeur de glissement corrigée, associée au coefficient de frottement déterminé. Grâce à ce procédé il est possible d'adapter auto- matiquement, pendant le déplacement, les seuils de glissement aux pneumatiques considérés et de créer par conséquent des conditions optimales de régulation. L'invention concerne également sur un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé pour un système de régulation du glissement d'entraînement et/ou du glissement de freinage d'un véhicule automobile, comportant des capteurs déterminant les vitesses tangentielles des roues du véhicule, un disposi- tif déterminant les paramètres de fonctionnement nécessaires à partir des signaux de ces capteurs, et un comparateur de glissement qui répond à une valeur de seuil pouvant être dé- terminée et est prévu pour chaque motrice et/ou non motrice du véhicule, caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif, auquel les grandeurs: vitesse et accélération longitudinale du véhicule sont envoyées pério- diquement et qui délivre un coefficient de frottement associé à ces grandeurs et mémorisé dans un ensemble de caractéristi- ques, et remplace une valeur de glissement prédéterminée par la valeur de glissement mesurée au niveau des roues motrices, lorsque le véhicule automobile se trouvedans un état de fonc- tionnement défini par une fenêtre de mesure, associée à ce coefficient de frottement, à l'intérieur de l'ensemble de ca- ractéristiques et que, simultanement, les conditions suivantes sont satisfaites: a) déplacement en ligne droite du véhicule automobile, b) aucune différence entre les vitesses de rotation des roues motrices, c) accélération des roues motrices égale à l'accélération du véhicule, et d) aucune opération de régulation du glissement d'entraîne- ment ou du glissement de freinage, qu'à l'intérieur du dispositif il est prévu un circuit de cal- cul, qui convertit la valeur prédéterminée du glissement, au moyen de coefficients de frottement prédéterminés et d'une fonction prédéterminée, en des valeurs correspondantes de seuil de glissement et transmet ces valeurs en tant que va- leurs de seuil de glissement, à un système de régulation du glissement de freinage et/ou un système de régulation du glis- sement d'entraînement, qui poursuit le traitement de ces va- leurs pour former des signaux de commande pour le dispositif d'entraînement et/ou les freins. 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 perfor- mance 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 procédé 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- vement deux 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 = 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 a = 1,4 m/s2 (lignes 6,7 et point 8). Si l'on x 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 p est associé à chaque point de cet ensemble de caractéristiques, dont les coordonnées sont formées à par- tir d'une valeur déterminée de la vitesse vF du véhicule et d'une valeur déterminée de l'accélération longitudinale a du x véhicule. La figure 4 montre un diagramme connu en soi com- portant deux courbes coefficient de frottement/glissement, la courbe 11 étant obtenue avec un pneumatique d'été et la courbe 12 avec un pneumatique d'hiver sur une même chaussée. Pour un coefficient de frottement déterminé 0,' on obtient par conséquent des valeurs de glissement différentes 0 et >1' Si par exemple le seuil de glissement est égal à >0 pour un sys- tème de régulation du glissement d'entraînement et que cette valeur est accordée d'une valeur optimale sur le pneumatique d'été associé à la courbe 11, on peut voir aisément que, dans le cas o on change de pneumatique pour passer à un pneumati- que d'hiver correspondant à la courbe 12, le système. de ré- gulation commence à effectuer la régulation avec le seuil de glissement 0 pour un coefficient de frottement nettement in- férieur à P0 et ne travaille par conséquent pas de façon opti- male étant donné que ce pneumatique possède, pour un même coef- ficient de frottement 0 un glissement nettement plus impor- tant. C'est pour cette raison qu'est définie, dans le diagramme performance de conduite-coefficient de frottement selon la figure 3, une fenêtre étroite de mesure 21, qui est déterminée en fonction des échelles indiquées du diagramme, par = 0,4 et une gamme des vitesses de déplacement VF lOOkWMh. Lorsque le véhicule se situe en un point de fonc- tionnement situé dans cette fenêtre de mesure 21, par exemple VF= 50 km/h et ax = 1,8 m/s2, ce qui correspond à un coeffi- cient de frottement instantané utilisé luV0,4, on peut mesu- rer le glissement, présent pour ce point de fonctionnement, au niveau des roues motrices, lorsque le véhicule automobile se situe dans un état de déplacement défini ultérieurement. Si par exemple la valeur de seuil de glissement prédéterminée est égale à 0 et qu'on mesure en ce point de fonctionnement, au niveau des roues motrices, avec les pneumatiques utilisés à cet instant, une valeur de glissement >1' la valeur de glis- sement Xl mesurée est utilisée de sorte qu'alors se trouve fixée, dans le diagramme coefficient de frottement-glissement, une nouvelle valeur de seuilj 1' qui est associée au coeffi- cient de frottement 0' Ce réglage du seuil de glissement doit être exécu- té uniquement dans un état de déplacement "normal", dans le- quel il n'apparaît aucune variation des paramètres liée à la dynamique de déplacement, c'est-à-dire dans le cas d'un dé- placement en ligne droite (angle de braquage P =0), dans le- quel il n'existe aucune différence AvH entre les vitesses de rotation des roues motrices, due à des coefficients différents (chaussée homogène) et dans lequel l'accélération des roues motrices correspond à l'accélération a du véhicule (aucun dé- x passement des moments d'entraînement), et dans lequel il n'in- tervient aucune opération de régulation du glissement d'en- traînement ou du glissement de freinage. Avec la nouvelle valeur de glissement >l ainsi dé- terminée, qui est associée au coefficient de frottement 0,on peut déterminer de façon simple la valeur de seuil de glisse- ment S associée à un coefficient de frottement FR= 0,15, à partir d'une fonction prédéterminée Ä= f( AS F1 IUR/PO- Cette valeur est approximativement constante tant que les caractéristiques du pneumatique restent les mêmes. Si les pneumatiques s'usent ou si on les remplace par d'au- tres pneumatiques, le seuil de glissement S varie également. Dans un système de régulation du glissement d'en- traînement, on a en général d'autres seuils de glissement, qui peuvent être également adaptés périodiquement, conformé- ment au procédé indiqué, à des intervalles de l'ordre de la milliseconde, à la chaussée sur laquelle on circule à cet ins- tant, par le fait qu'à partir de l'ensemble de caractéristi- ques(10), un coefficient de frotteemnt instantané FK est dé- terminé conformément aux grandeurs d'entrée: vitesse vF et ac- célération longitudinale ax du véhicule, et une valeur de seuil de glissement s' associée à ce coefficient de frotte- ment, est calculée conformément à une fonction A= f(u) prédé- terminée par exemple également.linéaire: AS =1. UK/rO- Un système de régulation du glissement de freinage et un système de régulation du glissement d'entraînement fonc- tionnent conformément à leurs programmes, de façon connue en soi, avec ces valeurs de seuil de glissement AS et ' Sur la figure 5 on a représenté un exemple de réa- lisation schématique d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention. 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, vHLvHR des roues avant et des roues arrière de gauche et de droite, à un circuit électronique 14 qui calcule, à partir de là, la vitesse vF du véhicule, l'accélération longitudina- le a du véhicule ainsi que la différence vH des vitesses de x H rotation, l'accélération aR et les valeurs de glissementAR' XL des roues motrices. La référence 15 désigne un ensemble mémorisé de caractéristiques, dans lequel sont introduites en tant que gran- deurs d'entrée, la vitesse vF et l'accélération longitudinale a du véhicule et qui délivre un coefficient de frottement x PK associé à ces grandeurs d'entrée. Lorsque les conditions a) angle de braquage P = 0, b) aucune différence vH entre les vitesses de rotation des H roues motrices, c) l'accélération aR correspond à l'accélération ax du véhicu- le, et d) aucune opération de régulation de systèmes de régulation connus sous les sigles ABS et ASR, sont satisfaites et qu'un état de fonctionnement fixé par une fenêtre de mesure définie dans l'ensemble de caractéristiques (10) est atteint, le glissement >1 mesuré instantanément au niveau des roues motrices est enregistré et remplace la va- leur de glissement>0 prédéterminée de façon fixe, qui est mémorisée conjointement avec les grandeurs 0 et UR définies plus haut. Dans un circuit de calcul 20, une valeur de seuil de glissement AS pour le système 16 de régulation du glisse- ment de freinage et/ou une valeur de seuil de glissement >'S fixe ou variable pour le système 16' de régulation du glisse- ment d'entraînement sont déterminées conformément aux formu- les indiquées plus haut et sont envoyées aux systèmes de ré- gulation 16 et 16', conjointement avec les autres grandeurs nécessaires (glissement des roues motrices, accélérations, etc, comme cela est connu en soi), qui sont envoyées par l'in- termédiaire de lignes 19 au système de régulation, qui, con- formément à leurs programmes, agissent de façon connue sur le dispositif d'entraînement, indiqué par un papillon des gaz 17, ou sur les freins 18 des roues motripes et des roues non motrices. REVENDICATIONS 1. Procédé pour adapter des valeurs de seuil de glissement pour un système de régulation du glissement d'en- traînement et/ou du glissement de freinage aux pneumatiques montés sur un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'on détermine une courbe (1) de l'accélération (ax) pouvant être atteinte par le véhicule, qui est déterminée pour le ty- pe considéré de véhicule et est calculée à partir des vites- ses de rotation des roues non motrices, à partir de l'état d'arrêt du véhicule (VF=0), en fonction du coefficient de frot- tement (q), qu'on étend cette courbe (1), en tenant compte des résis- tancesde déplacement, qui dépendent de la vitesse (vF) du vé- hicule, à un ensemble de caractéristiques (10) du coefficient de frottement (p), en fonction de la vitesse (vF) et de l'ac- célération (ax) du véhicule, que dans cet ensemble de caractéristiques (10), on fixe une fenêtre de mesure (21) associée à un coefficient de frotte- ment déterminé (g0), et qu'on remplace une valeur de seuil de glissement de base (Ao), qui doit être associée à un coefficient de frottement déter- miné (V0),par la valeur de glissement ( veau des roues motrices, lorsque le véhicule automobile atteint un état de déplacement défini par la fenêtre de mesure (21) et que,simultanément: a) le véhicule se déplace en ligne droite (e=0), b) il n'existe aucune différence (AVH), entre les vitesses de rotation des roues motrices, c) l'accélération (aR) des roues motrices correspond à l'ac- célération (ax), du véhicule, et d) il ne se produit aucune régulation du glissement d'entraî- nement ou du glissement de freinage, - auquel cas la valeur de seuil de glissement ment utilisée correspond ou est associée à la valeur de glis- sement corrigée ( déterminé (^O). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur de seuil de glissement ( née en fonction du rapport >S=.IR/FO, le coefficient de frot- tement P. étant le coefficient de frottement, pour lequel le système de régulation est conçu. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur de seuil de glissement ( S) est déterminée en permanence conformément au rapport X'S=>1.UK/O0, rK étant déterminé en permanence à partir de l'ensemble de caractéris- tiques (10). 4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, pour un système de régulation du glissement d'entraînement et/ou du glissement de freinage d'un véhicule automobile, comportant des capteurs déterminant les vitesses tangentielles des roues du véhicule, un dispositif déterminant les paramètres de fonctionnement nécessaires à partir 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 motrice et/ou non motrice du véhicule, caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif (15), auquel les grandeurs: vitesse (vF) et accélération longitudinale (ax) du véhicule sont envoyées périodiquement et qui délivre un coefficient de frot- 25. ment (TEK) associé à ces grandeurs et mémorisé dans un en- semble de caractéristiques (10), et remplace une valeur de glissement prédéterminée (>0) par la valeur de glissement (>1) mesurée au niveau des roues motrices, lorsque le véhicule au- tomobile se trouve dans un état de fonctionnement défini par une fenêtre de mesure (21), associée à ce coefficient de frot- tement, à l'intérieur de l'ensemble de caractéristiques (10), et que, simultanément,touteslesconditions suivantes sont satisfai- tes: a) déplacement en ligne droite du véhicule automobile, b) aucune différence entre les vitesses de rotation des roues motrices, c) accélération des roues motrices égale à l'accélération du véhicule, et d) aucune opération de régulation du glissement d'entraine- ment ou du glissement de freinage, qu'à l'intérieur du dispositif (15) il est prévu un circuit de calcul (20), qui convertit la valeur prédéterminée du glis- sement (X0), au moyen de coefficients de frottement prédéter- minés et d'une fonction prédéterminée (S=f(P)), en des va- leurs correspondantes de seuil de glissement (AS;>'S) et trans- met ces valeurs en tant que valeurs de seuil de glissement, à un système (16) de régulation du glissement de freinage et/ ou un système (16') de régulation du glissement d'entraîne- ment, qui poursuit le traitement de ces valeurs pour former des signaux de commande pour le dispositif d'entraînement (17) et/ou les freins (18).