Brevet FR2719538A1 — publié le 19951110

I " Système de régulation antipatinage pour véhicule automo- bile, en tenant compte des oscillations dans la ligne de transmission et des variations du couple de torsion " La présente invention concerne un système de régulation antipatinage d'un véhicule, comportant des cap- teurs de vitesse de roue, un circuit d'exploitation qui re- çoit les signaux de vitesse de roue fournis par les capteurs et qui en déduit, selon une loi de régulation pré- déterminée, les signaux de commande de pression de frein destinés aux différentes installations de commande de frein associées aux roues. Un tel système de régulation antipatinage (encore appelé système ABS) est connu par exemple selon les documents DE-37 31 075 Al et E-38 41 977 Al. Dans le cas de la régulation ABS, notamment ap- pliqué à des véhicules à traction avant, il se produit des oscillations au niveau des roues motrices provoquées par l'élasticité de la liaison entre le moteur et la roue. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne, à cet effet, un système de régulation correspondant au type défini ci-dessus, caracté- risé en ce qu'on détermine la vitesse sur le différentiel de l'essieu, on détermine si un signal d'une fréquence si- tuée dans une plage déterminée par les oscillations de la ligne de transmission est combiné à la vitesse, puis on crée un signal de combinaison, et à l'arrivée d'un signal de combinaison on en déduit un signal d'oscillation qui est comparé à un seuil, et en cas de dépassement du seuil, on crée un signal d'oscillation de ligne de transmission qui est déterminé en fonction de la vitesse du moteur rapportée à la vitesse de roue et, à partir de la différence entre cette vitesse du moteur et la vitesse sur le différentiel, on détermine le couple de torsion variable agissant sur la ligne de transmission et avec ce couple de torsion, on in- fluence la durée de commande des installations de commande de pression de frein pour atténuer les oscillations dans la ligne de transmission. Avantages de l'invention. Le système selon l'invention permet de détecter les oscillations et de les amortir par des moyens appro- priés. Pour cela, il faut tout d'abord créer un signal d'oscillation caractéristique de la présence de telles os- cillations. Il faut, en outre, déterminer la vitesse de ro- tation du moteur réduite à la vitesse de la roue et de déterminer ainsi en présence du signal d'oscillation, les variations du couple de torsion dans la ligne de transmis- sion. Puis on injecte les grandeurs de régulation du régu- lateur ABS, par exemple les durées de commande des électrovannes qui commandent la pression de frein dans les cylindres de roues des roues motrices et en fonction de ce couple de torsion, d'effectuer une correction dans le sens de l'amortissement, c'est-à-dire d'atténuer les oscilla- tions de la ligne de transmission. Dessins. La présente invention sera décrite, ci-après, à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les des- sins, dans lesquels: - la figure 1 montre un schéma par blocs d'un régulateur ABS, selon l'invention, - la figure 2 est un schéma par blocs d'un autre régulateur ABS avec correction des oscillations, - la figure 3 montre un filtre. Selon la figure 1, la référence 11 désigne un bloc qui détermine la vitesse des roues d'un véhicule. Ce bloc comporte des capteurs de vitesse de roue associés aux différentes roues ou groupes de roues. Les signaux de vi- tesse des roues sont fournis à un bloc 12 faisant partie du circuit d'exploitation qui traite les vitesses des roues par exemple selon l'enseignement du document DE-37 31 075 A1. La sortie du bloc 12 fournit des signaux U2 (correspondant par exemple au document évoqué ci-dessus); ces signaux sont convertis par calcul, normalement dans un bloc 13 en durée de commande AT des installations de com- mande de pression de frein (par exemple des distributeurs à 3/3 voies). Les gradients d'établissement ou de diminution de la pression (coefficient d'amplification) ont une in- fluence décisive sur cette conversion par calcul. Selon l'invention, lorsque des oscillations se produisent dans la ligne de transmission, on combine aux grandeurs U2 des différentes roues, par un bloc 14, un si- gnal U3 qui correspond aux variations du couple de torsion dans la ligne de transmission. On obtient une grandeur cor- rigée U2', tenant compte du couple de torsion et à partir de laquelle le bloc 13 calcule des durées de commande AT; ces durées de commande assurent l'atténuation de l'oscillation dans la ligne de transmission, c'est-à-dire l'amortissement. On forme le signal de correction U3 de la ma- nière suivante: Partant de la vitesse des roues motrices, on détermine la vitesse de rotation au niveau du différentiel à l'aide du bloc 15. Ce signal de vitesse est appliqué à un bloc 16 qui surveille par filtrage si le signal de vitesse est un signal dont la fréquence se situe dans une plage de fréquences prédéterminée; cette plage de fréquences est caractéristique des oscillations de la ligne de transmis- sion du véhicule. A partir du tracé de la vitesse différen- tielle, le bloc 17 crée un signal d'oscillation en exploi- tant, par exemple, la courbure de la vitesse différentielle par un filtrage passe-bas. Lorsque ce signal dépasse un seuil prédétermi- né, le bloc 17 génère un signal de sortie indiquant la pré- sence d'oscillations dans la ligne de transmission, d'amplitude correspondante. Les blocs 16 et 17 servent également à recon- naître les oscillations de la ligne de transmission. Comme indicateurs pour de telles oscillations, on a la fréquence du signal VD dans le bloc 16 et une grandeur de substitu- tion de l'amplitude de l'oscillation dans le bloc 17. L'entrée du bloc 16 est la vitesse de rotation VD du différentiel. Le bloc 16 détermine la fréquence d'oscillations du signal VD, par exemple en mesurant la du- rée séparant deux maxima ou deux minima de la vitesse VD; on vérifie si la fréquence d'oscillations se situe dans la plage de fréquences caractéristiques pour les oscillations de la ligne de transmission (c'est-à-dire entre 5 et 12 Hz). Le bloc 17 détermine le " coude " du signal VD par une double dérivation du signal VD en fonction du temps (différenciation). Le coude est alors par exemple grand lorsque l'accélération dVD/dt entre deux points de détec- tion varie fortement (par exemple au niveau d'un extremum ou d'un pic du signal VD). Pour une fréquence fixe, l'amplitude de l'oscillation est d'autant plus grande que le coude du signal VD est grand. Ce coude est filtré par un filtre passe-bas. Les oscillations de la ligne de transmission sont prises lorsque les deux critères (fréquence d'oscillations de VD compris dans la plage caractéristique de fréquences (par exemple 5 à 12 Hz) et que le signal du coude, filtré par un filtre passe-bas, dépasse un seuil) sont simultanément satisfaits par les blocs 16 et 17. Si la sortie du bloc 17 indique que l'on est juste en présence d'oscillations de la ligne de transmis- sion, l'entrée U2 est corrigée par U3 {U3 = cons- tante*M(t)}, pour donner U2' = f(U2, U3). Au cas o la sortie du bloc 17 indique qu'il n'y a pas d'oscillation dans la ligne de transmission, on laisse U2 inchangé (U2' = U2). La vitesse de rotation au niveau du différen- tiel VD est appliquée également à un bloc 18 correspondant à un filtre passe-bande. Le filtre peut être un filtre li- néaire du deuxième ordre par exemple un filtre DT2 comme celui représenté à la figure 3. Les blocs 18a et 18b sont des filtres passe-bas; le bloc 18c est un élément diffé- rentiateur et les éléments 18d et 18e sont des étages de combinaison. A la sortie du bloc 18, on recueille la vi- tesse réduite de rotation du moteur VM. Le couple de tor- sion M(t) dans la ligne de transmission se détermine dans un bloc 19 selon la relation suivante: M(t) = c c r [VM(t - tT) - t-tT)] dans cette relation: C = A., c = Rigidité entre le moteur et les roues motrices, rR = Rayon d'une roue, CI) = Fréquence de l'oscillation, A = Amplitude de l'oscillation du couple, tT = Déphasage. Le couple de torsion M(t) à l'instant t est ainsi proportionnel à la différence entre la vitesse de ro- tation du moteur et la vitesse de rotation du niveau du différentiel à l'instant (t - tT). La grandeur de réglage U2 peut alors se corri- ger avec une grandeur U3 proportionnelle au couple de tor- sion obtenu, ce qui atténue les oscillations de la ligne de transmission. A partir de la grandeur de réglage U2' ainsi corrigée, le bloc 13 calcule des durées de commande de sou- pape AT. L'algorithme du système de régulation ABS supprime les variations de pression dans le cylindre de frein de roue par les durées de commande des soupapes, ce qui con- duit à des variations de couple de freinage au niveau de la roue: AMB = AT Grad- CB AMB = Variation du couple de freinage, CB = Constante de freinage, Grad = Gradient de pression (différent pour l'établis- sement de la pression et la diminution de la pression). Cette variation de couple de freinage prédéter- minée par l'algorithme du système de régulation ABS est alors corrigé suivant le couple de torsion: AMB' = AMB + M(t) Si l'on combine les deux équations, on obtient la durée de commande de soupape, corrigée AT': AT = AT+ M(t) Grad CB L'exemple de réalisation de la figure 2 montre un système ABS dans lequel, à partir des signaux de vitesse de roues fournies par les capteurs de vitesse 21 et d'une vitesse de référence formée dans un bloc 22, on déduit un critère d'instabilité dans un bloc 23; ce bloc fournit un signal de sortie lorsque le critère d'instabilité dépasse un seuil. Le critère d'instabilité peut s'obtenir par exem- ple comme cela est décrit dans le document DE-38 41 977 al. Lorsque le bloc 23 fournit un signal car on est en présence d'une instabilité, un commutateur 26 transmet un signal d'établissement de pression d'un bloc 24 à un bloc 25; dans ce bloc, on calcule une durée de commande pour la diminution de la pression; on diminue ainsi la pression du frein de roue correspondant (soupape ou élec- trovanne 30). Lorsqu'un dépassement d'un seuil est signalé par un critère de stabilité venant du bloc 23, le commuta- teur 26 (représenté symboliquement) est mis dans la posi- tion tracée en traits interrompus mettant en oeuvre une bobine d'établissement de la pression dans le bloc 27. La référence 28 désigne un bloc qui correspond aux blocs 15-18 de la figure 1; en présence d'un signal d'oscillation, ce bloc fournit un signal de correction à un étage de combinaison 29 qui corrige la durée d'établissement et de diminution de la pression suivant la variation du couple de torsion. R E V E N D I C A T IONS 1 ) Système de régulation antipatinage d'un vé- hicule, comportant des capteurs de vitesse de roue, un cir- cuit d'exploitation qui reçoit les signaux de vitesse de roue fournis par les capteurs et qui en déduit, selon une loi de régulation prédéterminée, les signaux de commande de pression de frein destinés aux différentes installations de commande de frein associées aux roues, caractérisé en ce qu'on détermine la vitesse sur le différentiel de l'essieu, on détermine si un signal d'une fréquence située dans une plage déterminée par les oscillations de la ligne de trans- mission est combiné à la vitesse, puis on crée un signal de combinaison, et à l'arrivée d'un signal de combinaison on en déduit un signal d'oscillation qui est comparé à un seuil, et en cas de dépassement du seuil, on crée un signal d'oscillation de ligne de transmission qui est déterminé en fonction de la vitesse du moteur rapportée à la vitesse de roue et, à partir de la différence entre cette vitesse du moteur et la vitesse sur le différentiel, on détermine le couple de torsion variable agissant sur la ligne de trans- mission et avec ce couple de torsion, on influence la durée de commande des installations de commande de pression de frein pour atténuer les oscillations dans la ligne de transmission. 2 ) Système de régulation antipatinage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on mesure la vitesse de rotation du moteur et on détermine la vitesse de rota- tion du moteur rapportée à la vitesse de roue en tenant compte du rapport des vitesses. 3 ) Système de régulation antipatinage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on détermine la vi- tesse du moteur rapporté à la vitesse de roue à partir de la vitesse au niveau du différentiel en procédant par fil- trage. 4 ) Système de régulation antipatinage selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on détermine la vi- tesse du différentiel à partir des vitesses de roue des deux roues motrices.