Brevet FR2638401A1 — publié le 19900504

La présente invention concerne un procédé de pilotage d un différentiel commandé notamment pour véhicule automobile et un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Un différentiel est une partie mécanique de la transmission d un véhicule automobile qui permet aux roues motrices de prendre, en virage. deux vitesses de rotation différentes. A cet effet, un véhicule à deux roues motrices possède un différentiel disposé entre les roues motrices. Un véhicule à quatre roues motrices posSède trois différentiels. un pour le train avant, un autre pour le train arrière et enfin un troisième entre les trains avant et arrière du véhicule. Certains véhicules. pour une utilisation en tout terrain, possèdent une commande permettant de bloquer un ou plusieurs différentiels de façon à interdire tout glissement de traction ou patinage aux roues. Les différentiels peuvent entre libres ou autobloquants. ou encore commandés. Les voitures de série possèdent en général un différentiel libre. Toute vitesse différentielle entre les roues motrices est autorisez. En cas de roulage sur sol à faible adhérence. la motricité du véhicule est faible car, lorsqu'une roue patine, tout le couple moteur se transmet à cette roue. Certains véhicules, en général plutot sportifs. possèdent un différentiel autobloquant. Dans ce cas, lorsqu'une roue motrice patine. le différentiel tend à se bloquer et transmet une partie du couple moteur sur la roue qui ne patine pas. La motricité du véhicule est ainsi améliorée et la vitesse différentielle entre les roues motrices tend à se réduire. Cependant. les différentiels de ce type présentent un certain nombre de défauts. En effet. en 1 absence de patinage. certains différentiels autobloquants possèdent un léger blocage résiduel. L'association de ces différentiels à un système d antiblocage de roue est alors extremement difficile à réaliser. Par ailleurs. certains différentiels autobloquants demandent également un temps de réponse relativement important. Pour tous les différentiels autobloquants ou commandés mécaniques. les lois qui régissent le fonctionnement du différentiel sont des lois mécaniques qu il est difficile d ajuster précisément. En outre une dispersion et une dérive des caractéristiques dâns le temps sont observées. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes en proposant un procédé et un dispositif de pilotage d un différentiel commandé qui soient simples. fiables. d un prix de revient peu élevé. qui soient compatibles avec les dispositifs d'antiblocage de roue, ne présentant donc pas de blocage résiduel et ayant un temps de réponse très bref. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de pilotage d'un différentiel commandé. notamment pour véhicule automobile. caractérisé en ce qu'on détermine une valeur nominale d'un paramètre de pilotage du différentiel à partir de la vitesse du véhicule et de la position d'un dispositif permettant de faire varier la charge du moteur et en ce qu'on corrige la valeur de ce paramètre en fonction de variables représentatives du comportement en rotation de roues du véhicule et/ou d'arbres d'entrée et de sortie. reliés à ce différentiel. Avantageusement, les variables sont représentatives de la vitesse de rotation des roues du véhicule et/ou des arbres d'entrée et de sortie. reliés à ce différentiel. Selon une autre caractéristique, on modifie également la valeur du paramètre de pilotage du différentiel en fonction de variables représentatives de l'angle de braquage des roues directrices du véhicule et plus particulièrement en fonction de la position angulaire du volant de direction du véhicule. Selon encore une autre caractéristique. la valeur du paramètre de pilotage du différentiel est corrigée au moyen de la formule AN CO = - K N dans laquelle CO représente une variable de base à la correction, a N la vitesse différentielle entre les roues et/ou les arbres d'entrée et de sortie. N la vitesse du véhicule. K un coefficient dépendant de la vitesse du véhicule et oc un angle représentatif de la position du volant du véhicule. Selon un autre aspect, l'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé décrit précédemment. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la Fig.1 représente un schéma synoptique d'un dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé selon 1 invention sur un véhicule automobile à roues avant motrices et - la Fig.2 représente un organigramme illustrant le procédé de pilotage selon l'invention. appliqué à un véhicule automobile à roues avant motrices. Dans la description qui va suivre, le différentiel piloté est un différentiel à commande hydraulique pour lequel il n'y a pas de blocage lorsque la pression est nulle, et il y a verrouillage lorsque la pression est maximale. Ainsi qu'on peut le voir sur la Fig.l, un mode de réalisation d'un dispositif pour la mise en oeuvre d un procédé selon l'invention, comporte un calculateur 1 recevant sur ses entrées, un signal A représentatif de la vitesse de rotation de la roue avant droite du véhicule, un signal B représentatif de la vitesse de rotation de la roue avant gauche. un signal C représentatif de la vitesse de rotation de la roue arrière gauche, un signal D représentatif de la position d'un dispositif permettant de faire varier la charge du moteur comme un papillon de commande du débit des gaz d admission, un signal E représentatif de 1 angle de braquage du volant de direction du véhicule et enfin, un signal F d'information sur la position de la pedale de commande des freins. La sortie de ce calculateur est reliée à une électrovanne proportionnelle 2 dont l'entrée est reliée à une source de pression P et dont la sortie est reliée à un différentiel commandé D du véhicule. Le calculateur commande l'électrovanne proportionnelle 2 en fonction d'un certain nombre de variables qui seront décrites par la suite pour obtenir une pression de commande du différentiel qui varie en fonction de ces différentes variables afin d'obtenir un fonctionnement du différentiel adapté aux situations rencontrées par le véhicule. En effet, le procédé de pilotage du différentiel commandé, notamment pour véhicule automobile selon l'invention, consiste à déterminer une valeur nominale d'un paramètre de pilotage du différentiel, comme par exemple la pression en sortie de l'électrovanne proportionnelle 2, à partir de la vitesse du véhicule délivrée par exemple par le signal C à une entrée du calculateur 1, ce signal émanant de la roue arrière gauche du véhicule. La valeur nominale du paramètre de pilotage du différentiel est également déterminée à partir de la position du papillon des gaz. cette position étant établie å partir du signal D d'entrée du calculateur.Cette valeur nominale du paramètre de pilotage est par exemple déterminée par une formule ou dans une table à deux entrées dont l'une est la vitesse du véhicule et l'autre la position du papillon. une interpolation permettant de déterminer cette valeur dans toute la gamme de vitesses et de positions de papillon. Cette valeur nominale du paramètre de pilotage est ensuite corrigée en tenant compte de variables représentatives du comportement en rotation de roues du véhicule et/ou d'arbres d'entrée et de sortie, reliés à ce différentiel. En effet, dans le cas ou le différentiel est disposé entre deux roues motrices du véhicule, on prend en compte le comportement en rotation de ces roues et, dans le cas où ce différentiel est un différentiel de transfert ou de répartition entre deux trains de roues du véhicule, on prendra en compte les comportements en rotation des arbres d'entrée et de sortie de ce différentiel. Par ailleurs, la valeur du paramètre de pilotage du différentiel est également modifiée et corrigée en fonction de variables représentatives de l'angle de braquage des roues directrices du véhicule. Avantageusement. cette variable représentative de l'angle de braquage est la position angulaire du volant de direction du véhicule, fournie par le signal E d'entrée du calculateur 1. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, la valeur du paramètre de pilotage est corrigée au moyen de la formule #N CO = - K# N dans laquelle CO représente une variable de base à la correction, ss N la vitesse différentielle entre les roues et/ou les arbres d'entrée et de sortie, reliés au différentiel, N la vitesse du véhicule, K un coefficient dépendant de la vitesse du véhicule et Z un angle représentatif de la position du volant du véhicule. Si l'on revient à la Fig.1, les signaux A et B delivrant respectivement les vitesses de rotation des roues avant droite et gauche. permettent de déterminer une vitesse différentielle de rotation entre ces roues, donnant ainsi la variable ,1 N. La vitesse du véhicule N est déterminée à partir de la vitesse, de rotation de la roue arrière gauche ou droite du véhicule. Le coefficient K qui, comme on l'a mentionné précédemment, dépend de la vitesse du véhicule, est lu par exemple dans une table, puis interpolé si nécessaire. Le procédé de pilotage selon l'invention comporte plusieurs phases. Une première phase consiste en une phase de démarrage du véhicule dans laquelle la vitesse de celui-ci est inférieure à une valeur déterminée par exemple de 10 Km/heure. Dans ce cas, dés que la variable CO devient positive. on incrémente la valeur du paramètre de pilotage du différentiel de façon proportionnelle à la vitesse différentielle et à la position du papillon. Dès que Cc s'annule, on maintient la valeur du paramètre pendant une période de temps déterminée et si, durant cette période de temps. Cc redevient positif, on augmente la valeur du paramètre de pilotage. Dans le cas ou, à la fin de la période de temps déterminée, la variable CO est nulle, on réduit linéairement la valeur du paramètre jusqu'à la valeur nominale. La valeur du paramètre peut être maintenue par exemple pendant quelques secondes. Une deuxième phase du procédé selon 1 inven- tion consiste dans une phase de roulage du véhicule dans laquelle la vitesse du véhicule est supérieure à la valeur déterminée par exemple de 10 km/heure. Dans ce cas, on détermine si le coefficient de correction CO est positif et, si oui, on incrémente la valeur du paramètre de pilotage du différentiel de manière proportionnelle à ce coefficient Cc jusqu'à obtenir l'équilibre, pour compenser le fait que la vitesse différentielle b N est supérieure à celle qui serait normalement causée par un passage en virage du véhicule, tandis que si le coefficient Cc est négatif, on décrémente la valeur du paramètre de façon linéaire pour compenser le fait que la vitesse différentielle est inférieure à celle qui serait normalement causée par le virage. Dans certaines conditions, le coefficient Cc de correction peut également être forcé à 0. En effet, on peut tolérer un glissement légèrement supérieur à celui provoqué lors d'un passage en virage lorsque l'on a #N K#(1 - #) N Par ailleurs, on peut également forcer le coefficient CO à O lorsque la vitesse du véhicule N est supérieure à une vitesse donnée, par exemple 100 Km/heure. On inhibe alors la correction au-dessus de cette vitesse. Enfin, on peut également forcer la variable CO à 0 lorsque la charge du moteur, c'est-à-dire la position du papillon, est supérieure à une charge donnée, par exemple à 40 X d'ouverture. Une troisième phase du procédé selon l'invention consiste dans une phase de freinage. Dans ce cas, en cas d'enfoncement de la pédale de frein, quel que soit l'état de déroulement du procédé, on débloque le différentiel pour ne pas perturber le freinage. en particulier lorsque le dispositif selon l'invention est associé à un système d'antiblocage de roue. Au lacher de la pédale de frein, on fait remonter linéairement la valeur du paramètre de pilotage. Le régime moteur pourrait servir à determiner le type de conduite du conducteur. On peut également anticiper le ralentissement du vehicule en prenant en Compte une information de relâchement de la pédale d'accélérateur pour réduire la valeur du paramètre. Par ailleurs, on peut également déterminer la vitesse d'enfoncement de la pédale d'accélérateur pour augmenter la valeur du paramètre de pilotage afin d'anticiper le glissement de traction. Ainsi qu'on l'a mentionné précédemment, la valeur nominale du paramètre peut etre lue dans une table à deux entrées, dont l'une est la vitesse du véhicule et l'autre la position du papillon. ou calculée par une formule. Dans le cas d'un véhicule équipé d'un moteur avec turbocompresseur, on peut également utiliser une information représentant la pression de suralimentation pour piloter le différentiel. Dans la description qui précède. le différentiel est un différentiel disposé entre les roues du train avant du véhicule et l'information de vitesse du véhicule est prélevée sur l'une des roues du train du véhicule opposé à celui équipé du différentiel. il va de soi que le différentiel peut également être disposé entre les roues du train arrière du véhicule, l'information de vitesse étant prélevée sur l'une des roues avant. Dans le cas où le véhicule est un véhicule à quatre roues motrices et donc équipé d'un différentiel de transfert ou de répartition entre les deux trains, la vitesse du véhicule est déterminée comme étant la vitesse la plus basse des roues en dehors d'une phase de freinage. Dans le cas ou le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention est associé à d'autres systèmes électroniques du véhicule, les i-nformations nécessaires à la commande de celui-ci peuvent provenir no-n pas de capteurs spécifiques, mais des autres systèmes électroniques. sous forme analogique ou numérique, par exemple dans le cas d'une association du dispositif à un système d'antiblocage de roue pouvant délivrer les informations concernant les vitesses des roues. Bien entendu, le paramètre de pilotage du différentiel peut être un paramètre autre qu'une pression, comme par exemple une tension. Comme on peut le voir plus particuliérement sur la Fig.2 qui reprend sous forme d'organigramme le fonctionnement d'un dispositif selon l'invention, celui-ci débute par une première étape 3 d'acquisition des entrées concernant les vitesses des roues du véhi- cule, par exemple avant droite et avant gauche, l'acquisition de la vitesse du véhicule N, l'acquisition de la position du volant et de la position du papillon. L'étape suivante 4 consiste dans un calcul de la vitesse différentielle b N, cette vitesse différentielle étant la vitesse différentielle entre, par exemple les roues avant gauche et avant droite du véhicule ou la vitesse différentielle entre les arbres d'entrée et de sortie. reliés à ce différentiel.En 5, a lieu une étape de lecture dans une table principale de la valeur nominale du paramètre de pilotage du différentiel, cette table étant par exemple une table à deux entrées, dont l'une est la vitesse du véhicule et comportant par exemple seize paliers et dont l'autre est la position du papillon comportant par exemple huit paliers. Une interpolation linéaire dans cette table de vitesse du véhicule et de position du papillon. peut également entre prévue en 6 pour déduire de ces variables la pression nominale de pilotage du différentiel. En 7, est prévu un test de la vitesse véhicule et des différentes plages de la table. En 8, le coefficient K dépendant de la vitesse du véhicule est déterminé et, en 9, est prévu le calcul du coefficient N CO qui est égal à - - Koc. N En 10. un test est prévu pour déterminer si le véhicule se trouve dans une phase de démarrage ou non. Ce test est réalisé en comparant la vitesse du véhicule une vitesse déterminée par exemple de 10 Km/heure. Si le résultat de ce test est négatif. on détermine en 11 si le véhicule est dans une condition normale de roulage avec CO = O. Si oui, on passe à l'étape 12 de gestion et d'asservissement de l'élec- trovanne proportionnelle. Si non, un test est prévu en 13 pour déterminer si la vitesse différentielle est supérieure à celle due à l'angle du volant.En fonction du résultat de ce test, en 14 ou en 15 on incrémente la pression appliquée proportionnellement à CO ou on décrémente de façon linéaire la pression appliquée, respectivement, avant de passer à l'étape 12 de gestion et d'asservissement de l électrovanne proportionnelle. L'autre branche partant de l'étape 10 concernant le test de phase de démarrage se poursuit en 16 pour déterminer si le coefficient CO calculé au tour de programme précédent etait supérieur à O ou non. Si oui. en 17, on incrémente la pression de façon proportionnelle à la vitesse différentielle et à la position du papillon, A la suite de cette étape 17 ou directement en cas de réponse négative au test en 16. on arrive à l'étape 18 dans laquelle on détermine si le patinage des roues est stabilisé. c'est-à-dire CO = O. Si oui, on applique une temporisation par exemple de deux secondes et on ne peut alors plus baisser la pression pendant cette période de temps à l'étape 19. Après cette étape 19, ou directement en cas de réponse négative au test en 18. on arrive à l'étape 20 dans laquelle on détermine si le patinage est arrêté à la fin de la temporisation ou non. Si oui, en 21 on baisse linéairement la pression jusqu'à rejoindre la pression nominale Après cette étape 21, ou directement en cas de réponse négative au test en 20, on arrive à l'étape 12 de gestion et d'asservissement de l'électrovanne proportionnelle. On conçoit donc que le procédé et le dispositif selon l'invention présentent un certain nombre d'avantages par rapport aux dispositifs connus dans l'état de la technique, et permettent en outre une meilleure adaptation du fonctionnement du différentiel aux autres systèmes embarqués à bord du véhicule. Enfin, le dispositif permettant de faire varier la charge du moteur peut etre constitué par un autre organe qu'un papillon de commande du débit des gaz d'admission, comme par exemple une crémaillère d injection dans le cas d un moteur diesel. L'information représentative de la charge du moteur peut également etre prélevée au niveau de la pédale d'accélérateur. REVENDICATIONS 1. Procédé de pilotage d'un différentiel commandé notamment pour véhicule automobile, carac térisé en ce qu'on détermine la valeur nominale d'un paramètre de pilotage du différentiel à partir de la vitesse du véhicule et de la position d'un dispositif permettant de faire varier la charge du moteur et en ce qu'on corrige la valeur de ce paramètre en fonction de variables représentatives du comportement en rotation de roues du véhicule et/ou d'arbres d'entrée et de sortie, reliés à ce différentiel. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les variables sont représentatives de la vitesse de rotation des roues du véhicule et/ou des arbres d'entrée et de sortie. reliés à ce différentiel. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on modifie en outre la valeur du paramètre de pilotage du différentiel en fonction de variables représentatives de l'angle de braquage des roues directrices du véhicule. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les variables représentatives de l'angle de braquage des roues directrices du véhicule sont déterminées à partir de la position angulaire du volant de direction du véhicule. 5. Procédé selon la revendication 4. caractérisé en ce que la valeur du paramètre est corrigée au moyen de la formule #N CO= - K&alpha; N dans laquelle CO représente une variable de base de la correction. t N la vitesse différentielle entre les roues et/ou les arbres d'entrée et de sortie, reliées au différentiel, N la vitesse du véhicule, K un coefficient dépendant de la vitesse du véhicule, et Oc un angle représentatif de la position angulaire du volant du véhicule. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'en phase de démarrage pour une vitesse du véhicule inférieure à une valeur déterminée, on incrément la valeur du paramètre de pilotage du différentiel de façon proportionnelle à la vitesse différentielle et à la position du dispositif permettant de faire varier la charge, en ce que, des que la variable CO s'annule, on maintient la valeur du paramètre pendant une période de temps déterminée,en ce que, si durant cette période de temps la variable CO redevient positive, on augmente la valeur du paramètre, et en ce que. si à la fin de la période de temps déterminée la variable CO est nulle, on réduit linéairement la valeur du paramètre jusqu'à la valeur nominale. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'en phase de roulage pour une vitesse du véhicule supérieure à la valeur déterminée, si le coefficient CO est positif on incrémente la valeur du paramètre de pilotage du différentiel de manière proportionnelle à ce coefficient CO jusqu'à obtenir l'équilibre, pour compenser le fait que la vitesse différentielle est supérieure à celle qui serait normalement causée par un passage du véhicule en virage. tandis que si le coefficient CO est négatif, on décrément la valeur du paramètre de façon linéaire pour compenser le fait que la vitesse diffrentielle est inférieure à celle qui serait normalement cause par le passage en virage. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'en cas d'enfoncement de la pédale de frein du véhicule, quel que soit l'état d'avancement du procéde. on débloque le différentiel pour ne pas perturber le freinage et en ce qu'au la cher de la pédale, on fait remonter lineairement la valeur du paramètre de pilotage du diférentiel. 9. Procédé selon la revendication 8. caractérisé en ce qu'en cas de relâchement de la pédale d'accélérateur, on réduit la valeur du paramètre pour anticiper le ralentissement du véhicule. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'on détermine la vitesse d'enfoncement de la pédale d'accélérateur du véhicule pour augmenter la valeur du paramètre afin d'anticiper le glissement de traction. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes,. caractérisé en ce que la valeur nominale du paramètre est lue dans une table à deux entrées dont l'une est la vitesse du véhicule et l'autre la position du papillon. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on relève la vitesse du véhicule sur l'une ou l'autre des roues du train du véhicule opposé à celui équipé du différentiel. 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'on relève la vitesse du véhicule comme étant la vitesse minimale de l'une des roues d'un véhicule équipé d'un différentiel de transfert ou de répartition entre les deux trains du véhicule, en dehors d'une phase de freinage. 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le paramètre de pilotage est une pression. 15. Dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un calculateur (1) dont les entres sont reliées à des moyens de détermination de la vitesse de rotation des roues du véhicule, à des moyens de détermination de la position du dispositif permettant de faire varier la charge du moteur, à des moyens de détermination de la position du volant du véhicule et à des moyens de détermination de l'actionnement des freins du véhicule et en ce que 1 une de ses sorties est reliée à un organe de commande (21 du paramètre de pilotage du différentiel. 16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que le paramètre de pilotage est une pression et en ce que l'organe de commande de la valeur du paramètre de pilotage du différentiel est une électrovanne proportionnelle (2).