Brevet FR2791143A1 — publié le 20000922

Etat de la technique. La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour déterminer une grandeur de référence des vi- tesses des roues d'un véhicule dont toutes les roues sont mo- trices. Dans différents systèmes de régulation comme par exemple les systèmes de régulation antiblocage, de régulation antipatinage ou de régulation de la dynamique de roulement, on active les interventions de régulation et/ou on détermine le degré de l'intervention en formant au moins une grandeur de référence des vitesses des roues du véhicule. Dans les vé- hicules actuels à un seul essieu moteur, la grandeur de réfé- rence est en général déduite des signaux des vitesses de roues non motrices. Dans le cas de véhicules dont toutes les roues sont motrices, la détermination de la grandeur de réfé- rence est compliquée car toutes les roues du véhicule étant entraînées, on ne dispose pas de roue roulant librement pour déterminer la grandeur de référence. Selon l'état de la technique on connaît différen- tes solutions pour former la grandeur de référence dans les véhicules dont toutes les roues sont motrices. Par exemple, le document DE-A1 197 13 253 décrit une procédure selon laquelle, à l'aide d'interrogation de plausibilité des vites- ses de roues par rapport à la vitesse de référence, on sélec- tionne la vitesse de roue qui sert à former la vitesse de référence. Cette procédure est adaptée aux véhicules équipés d'un système de commande influençant à la fois le patinage au freinage et celui à l'entraînement du véhicule, en particu- lier le régulateur de la dynamique de roulement. On forme ainsi la grandeur de référence à la fois pour l'entraînement et pour le freinage de sorte que la complexité de la détermi- nation pour les applications dans le cas de l'entraînement constitue une difficulté inutile. La présente invention a pour but de développer des moyens simples et sûrs pour former une vitesse de réfé- rence, notamment dans le cas de véhicules dont toutes les roues sont motrices, pour les applications à l'entraînement (régulation du patinage à l'entraînement, blocage automatique du différentiel). A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que comme grandeur de référence on prend la vitesse de la roue la plus lente et si la roue la plus lente descend très rapidement en dessous de la vitesse de référence, on forme la vitesse de référence sur la base de la vitesse d'au moins une roue plus rapide. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, on constate une diminution rapide de la vitesse de la roue la plus lente en dessous de la vitesse de référence si la vi- tesse de roue est inférieure à la vitesse de référence et si en même temps l'accélération de roue est inférieure à une va- leur limite prédéterminée; la vitesse de référence est de nouveau définie sur la base de la vitesse de la roue la plus lente si cette vitesse de roue se rapproche de nouveau de la vitesse de référence, ou si son accélération de roue dépasse un seuil d'accélération positif prédéterminé. L'invention concerne également un dispositif pour déterminer une grandeur de référence des vitesses des roues d'un véhicule dont toutes les roues sont motrices, comprenant une unité de commande qui reçoit la vitesse de toutes les roues du véhicule et fournit des signaux de commande qui, en cas de dépassement d'une vitesse de référence par au moins une vitesse de roue, freinent cette roue ou réduisent le cou- ple moteur, la vitesse de référence étant formée sur la base d'au moins une vitesse de roue. Dans ce dispositif selon l'invention, l'unité de commande comporte des moyens qui reçoivent la vitesse de la roue la plus lente comme vitesse de référence et prennent la vitesse d'au moins une roue plus rapide comme vitesse de ré- férence si la vitesse de la roue la plus lente tombe rapide- ment en dessous de la vitesse de référence. Avantages de l'invention. Comme selon ce procédé de l'invention, pour les véhicules dont toutes les roues sont motrices, on forme la vitesse de référence servant aux applications dans le cas de l'entraînement (régulation du patinage à l'entraînement, blo- cage automatique du différentiel, etc...), en utilisant fonda- mentalement la vitesse de la roue la plus lente, et on uti- lise seulement une autre vitesse de roue comme base de la vitesse de référence si la roue la plus lente plonge en des- sous de la vitesse de référence, c'est-à-dire passe en pati- nage, il constitue un moyen simple et sûr pour former la vitesse de référence dans cette application même pour des vé- hicules dont toutes les roues sont motrices. Il est particulièrement avantageux pour cette formation de la vitesse de référence de ne pas avoir à utili- ser d'autres signaux de référence ou d'autres capteurs, ce qui permet de réaliser une vitesse de référence universelle de toutes les roues pour l'application à l'entraînement. Il est particulièrement avantageux d'éviter que la vitesse de référence ne tombe en dessous de la vitesse proprement dite du véhicule ou en dessous des vitesses de roue, ce qui n'est pas souhaité dans le cas de la régulation de l'entraînement car cela mettrait en oeuvre de façon plus répétée la régulation. Ainsi, avec cette formation de la vitesse de ré- férence on atteint une précision qui permet une régulation dans le cas de l'entraînement, dans le sens d'une régulation de la traction et/ou de la stabilité d'un véhicule dont tou- tes les roues sont motrices. Comme on utilise seulement les vitesses de roues comme grandeur d'entrée ou de sortie pour former la vitesse de référence, ce moyen de formation de la vitesse de réfé- rence peut se combiner simplement pour compenser les toléran- ces des pneumatiques et/ou une correction en courbe. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - la variation de la vitesse de référence est limitée, le choix de la valeur limite se faisant à partir de chaque état de fonctionnement de la régulation; - on prédétermine des valeurs limites de pente, différentes, pour la vitesse de référence quand la régulation n'est pas active, une régulation ayant lieu sur une chaussée homo- gène ou une régulation sur des chaussées ayant des coeffi- cients d'adhérence différents; - on limite l'accélération ou la décélération du véhicule à une valeur maximale si les vitesses de toutes les roues se situent dans une plage de vitesses prédéterminée et si les accélérations de toutes les roues se situent dans une plage d'accélération prédéfinie. Il est particulièrement avantageux que la pente de la vitesse de référence soit limitée selon l'état de fonc- tionnement de la régulation. Dans ces conditions, on évite- rait même une augmentation rapide quelconque de la vitesse de référence et on maintient la vitesse de référence dans les limites possibles physiquement si toutes les quatre roues mo- trices patinent Selon une autre caractéristique de l'invention, en cas de variation de la vitesse de référence, on limite la variation de la vitesse de référence. De manière avantageuse, on n'adapte pas brutale- ment la vitesse de référence lorsque la roue de référence va- rie mais cette adaptation se fait au plus à la valeur maximale prévue pour chaque état de fonctionnement. Dessins. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation re- présentés schématiquement dans les dessins annexés dans les- quels: - la figure 1 montre un schéma par blocs d'ensemble d'une installation de commande pour la régulation de stabilité et/ou de traction, - les figures 2 et 3 montrent des ordinogrammes du procédé de formation de la vitesse de référence selon l'invention. Ces ordinogrammes correspondent à des programmes pour le micro-ordinateur de l'installation de commande. Description des exemples de réalisation. La figure 1 montre une unité de commande 10 ayant au moins un circuit d'entrée 12, au moins un micro-ordinateur 14 et au moins un circuit de sortie 16. Ces éléments sont re- liés par un système de communication 18 pour l'échange réci- proque des données. Le circuit d'entrée 12 est relié aux lignes d'entrée par lesquelles il reçoit les signaux repré- sentant les grandeurs de fonctionnement ou dont on déduit les grandeurs de fonctionnement. La suite concerne la détermina- tion de la vitesse de référence en liaison avec une régula- tion de stabilité et/ou de traction de sorte qu'à la figure 1, pour des raisons de clarté, seules les lignes d'entrée 20 à 24 sont représentées, qui fournissent des signaux représen- tant les vitesses des roues. Ces signaux sont obtenus par des installations de mesure 26 à 30 au niveau de chaque roue du véhicule. A côté de cela, suivant l'exemple de réalisation, on utilise d'autres grandeurs mais qui ne jouent aucun rôle dans les procédures de l'invention. Le circuit de sortie 16 et les lignes de sortie reliées à celui-ci permettent à l'unité de commande 10 de fournir des grandeurs de réglage dans le cadre des opérations de régulation que doit exécuter l'unité de commande 10. Dans l'exemple de réalisation préférentiel d'une régulation antipatinage à l'entraînement, au moins une ligne de sortie 36 est reliée à une installation de freins 38 à commande électrique du véhicule et sur au moins une roue on établit une force de freinage lorsque la vitesse de cette roue dépasse dans une certaine mesure la vitesse de réfé- rence. Selon un exemple de réalisation préférentiel, à côté de l'action sur le frein, il est prévu qu'en cas de dépasse- ment de la vitesse de référence d'une valeur prédéterminée, par au moins l'une des roues motrices, on réduit le couple du moteur pour replacer au moins la vitesse de cette roue dans la plage prévue. Dans le cas de véhicules dont toutes les roues sont motrices, il est important de déterminer la vitesse de référence pour la régulation de la stabilité et/ou de la traction (par exemple pour une régulation antipatinage à l'entraînement). Il est important pour cela de fixer la roue de référence pour former la vitesse de référence. Il faut te- nir compte que dans le cas de l'entraînement, c'est-à-dire dans le cas d'une régulation du patinage à l'entraînement ou d'un verrou automatique du différentiel de frein, si une vi- tesse de référence se situe en dessous des vitesses des roues ou de la vitesse effective du véhicule, le moyen de régula- tion considérera qu'il y a patinage à l'entraînement et met- tra en oeuvre les moyens de régulation. Or, ce comportement n'est pas souhaité et il faut ainsi veiller à ce que la vi- tesse de référence ne tende pas à se situer au-dessus des vi- tesses indiquées. Comme grandeur d'entrée on utilise pour former la vitesse de référence uniquement les vitesses des roues sans autres informations supplémentaires. Les signaux des vitesses des roues sont filtrés de manière appropriée (par exemple en formant une moyenne glissante). De plus, à partir des vites- ses des roues, on forme chaque fois des valeurs d'accélération spécifiques à chaque roue en procédant par différenciation; ces valeurs sont de nouveau filtrées. Les valeurs différentiées reflètent l'accélération des roues dans l'opération de démarrage. En dehors de la régulation, c'est-à-dire lors- qu'il n'y a pas d'action sur les freins ou sur le couple à cause d'un patinage inacceptable de roues, la vitesse de ré- férence correspond à la vitesse de la roue la plus lente. Lorsqu'apparait un signal de capteur de vitesse (c'est-à-dire lorsqu'on mesure la vitesse minimale sur une roue) on prend comme roue de référence la troisième roue la plus rapide pour éviter des actions de régulation non souhaitées. A l'intérieur de la régulation, c'est-à-dire si à la suite d'un patinage à l'entraînement, non acceptable, une force de frei- nage est appliquée et/ou si le couple moteur est réduit, la roue la plus lente est prédéterminée comme roue de référence aussi longtemps que possible. Cela se fait aussi longtemps qu'aucune roue n'est mise en patinage en poussée par le cou- ple de freins, c'est-à-dire montre une tendance au blocage. Cela se produit par exemple pour des roues se déplaçant sur des chaussées à coefficients de frottement différents, pour un coefficient d'adhérence faible, lors d'opérations de chan- gement de vitesse, si du fait d'une pression de frein qui n'est pas diminuée suffisamment rapidement, on a une tendance au blocage. Si la référence suivait cette roue ou ces roues, les roues stables se trouveraient tellement au-delà de la vi- tesse de référence que cela correspondrait à un patinage d'entraînement, non autorisé, ce qui activerait la régula- tion. On obtient cette situation si la vitesse d'au moins une roue passe rapidement sous la référence, c'est-à-dire tombe très rapidement en dessous de la référence. Si ainsi la vi- tesse de référence est plus grande ou égale à la vitesse de la roue la plus lente, le cas échéant avec en plus une valeur correspondant à l'hystérésis, et si l'accélération de la roue est inférieure à un seuil prédéterminé, on constate qu'il y a patinage en poussée et on choisit comme roue de référence, pour la vitesse de référence, une roue plus rapide ou la vi- tesse moyenne des autres roues. On quitte la condition de pa- tinage en poussée si la roue concernée s'est de nouveau rapprochée de la référence le cas échéant en tenant compte d'une valeur d'hystérésis et/ou si elle dépasse un seuil d'accélération significativement positif. Dans ces condi- tions, on redéfinit la vitesse de référence suivant la roue la plus lente. La situation du patinage en poussée peut éga- lement exister simultanément sur deux ou plusieurs roues; cette situation est reconnue suivant la description ci-dessus et on prend comme roue de référence la roue la plus lente qui n'est pas en patinage en poussée ou encore une combinaison des vitesses de roues sélectionnées qui ne sont pas en pati- nage en poussée. De plus, on limite la variation de la vitesse de référence à des valeurs physiquement significatives (limita- tion de la pente). Suivant l'exemple de réalisation, en de- hors de la régulation, on a constaté que la valeur limite se situe dans une plage comprise entre 0,35 g et 0,7 g alors qu'une régulation pour un coefficient de friction régulier correspond à 0,17 g jusqu'à 0,25 g et dans le cas d'une régu- lation pour une chaussée avec des coefficients de friction différents, on se situe entre 0,25 g et 0,53 g. Si toutes les quatre roues ne sont séparées que d'une faible amplitude de vitesse, déterminée (par exemple 2 km/h), et si toutes les accélérations de roues se situent dans une plage prédétermi- née comprise entre une valeur minimale et une valeur maximale (par exemple 0,35 g jusqu'à 0,7 g), on autorise une pente maximale possible du point de vue physique (par exemple 1,06 g). Ces valeurs décrivent une décélération/accélération maximale du véhicule. Cela garantit qu'en cas de patinage des quatre roues, la référence ne peut augmenter avec une rapidi- té quelconque mais doit se déplacer dans des limites physi- quement possibles. Les valeurs limites donnent ainsi à la fois la pente de la référence vers les valeurs élevées ainsi qu'avec des valeurs limites négatives correspondantes, vers les valeurs plus faibles. En cas de variation de la roue de référence, l'adaptation de la vitesse de référence ne se fait pas bruta- lement mais en respectant la valeur limite applicable à cha- que état de fonctionnement. La réalisation de cette procédure s'effectue dans l'exemple de réalisation préférentiel sous la forme d'un pro- gramme du micro-ordinateur 12. Les ordinogrammes des figures 2 et 3 donnent des exemples de réalisation d'un tel pro- gramme. Par convention dans les ordinogrammes des figures 2 et 3 décrites ci-après, la lettre (J) signifie une réponse positive et la lettre (N) une réponse négative à une ques- tion. Après le départ du programme représenté à la fi- gure 2, dans une première étape, on enregistre les vitesses de roues vradl jusqu'à vrad4 et les accélérations de roues correspondantes dvradl...dvrad4. Puis dans l'étape 102 on classe les vitesses de roues selon leur amplitude. Dans l'étape suivante 104 on vérifie si le véhicule est en régula- tion. Cela se fait par exemple à l'aide d'un repère que l'on pose lorsque la régulation est activée; ce repère est remis à l'état initial à la fin de la régulation. Si l'étape 104 a montré que le système était en dehors d'une régulation, dans l'étape 106 suivante on vérifie si l'une des vitesses de roues est à la valeur minimale vmin et que les autres ne sont pas à cette valeur. Dans la négative, dans l'étape 108, on met la vitesse de référence Vref à la valeur de la vitesse de la roue la plus lente (ici la roue Vradl) alors que dans le cas opposé on met la vitesse de référence à la valeur de la vitesse de la troisième roue la plus rapide (ici la roue Vrad2). Puis on termine le programme et on le parcourt de nouveau à l'instant suivant. L'interrogation de l'étape 106 permet de constater si un ou plusieurs capteurs de vitesse de rotation sont défectueux. Si deux capteurs sont défectueux, on prend comme roue de référence la seconde roue la plus ra- pide Rad. Si l'étape 104 a montré que le système était en régulation, alors on vérifie dans l'étape 112 si la vitesse de référence est supérieure à la vitesse de la roue la plus lente (ici Vradl) le cas échéant en augmentant cette vitesse d'une valeur d'hystérésis D et si l'accélération de cette roue est inférieure à un seuil prédéterminé dvrad0. Dans l'affirmative, on met un repère à l'état 1 dans l'étape 114 pour indiquer que la roue la plus lente est en patinage en poussée. Après l'étape 114, on vérifie dans l'étape 116 si le repère indiquant le patinage en poussée a été mis à la valeur 1. Dans ce cas, selon l'étape 118, on met la vitesse de réfé- rence Vref à la valeur de la vitesse d'une roue plus rapide (ici la roue Vrad2) ou à la valeur moyenne des vitesses des roues sélectionnées. Si la condition décrite dans l'étape 112 n'existe pas, on vérifie dans l'étape 120 suivante si la vi- tesse de référence est inférieure à la vitesse de la roue la plus lente (ici la roue Vradl) le cas échéant en retranchant une grandeur d'hystérésis D ou si l'accélération de cette roue la plus lente est supérieure à un seuil positif prédé- terminé dvradpos. Si cela n'est pas le cas, on conserve l'état actuel et, suivant la valeur du repère, selon l'étape 116, on met à l'état soit la vitesse de référence selon l'étape 118, soit selon l'étape 122; la vitesse de référence est alors remise de nouveau à la valeur de la roue la plus lente. Si l'étape 120 a montré que l'une des conditions véri- fiées était satisfaite, alors, dans l'étape 124, on met le repère indiquant le patinage en poussée sur la valeur 0, c'est-à-dire que le système se trouve en mode de fonctionne- ment normal. Après les étapes 118 ou 122, le programme se termine et ne sera parcouru qu'à l'instant suivant. O La figure 3 montre un programme pour limiter la pente de la vitesse de référence. Après le démarrage du pro- gramme à un instant prédéterminé, dans la première étape 200 on enregistre la vitesse de référence obtenue Vref, les vi-5 tesses de roues Vradi et les accélérations de roues dvradi. Puis, dans l'étape 202, on vérifie si toutes les vitesses de roues se situent dans une plage de vitesses prédéterminée et si toutes les accélérations de roues se trouvent dans une plage d'accélérations prédéterminée (amin-amax). Dans l'affirmative, on fixe les valeurs de limitation de pente pour la vitesse de référence selon l'étape 204 à une première valeur, représentant l'accélération ou la décélération maxi- male du véhicule. Si la condition de l'étape 202 n'est pas satisfaite, on vérifie dans l'étape 206 si le système est en régulation avec un coefficient d'adhérence homogène. Cela est le cas si au moins deux roues motrices sur les côtés diffé- rents du véhicule sont en régulation. Dans ce cas, selon l'étape 208, on prédéfinit les secondes valeurs limites alors qu'en cas de réponse négative dans l'étape 202 on vérifie selon l'étape 210 si le système se trouve dans une régulation sur une chaussée ayant des coefficients d'adhérence différents. Cela est notamment le cas si la régulation ne s'applique qu'à un côté du véhicule. Dans ce cas, selon l'étape 212, on prédéfinit la troisième valeur de limitation de pente alors que pour une réponse né- gative dans l'étape 210, c'est-à-dire si le système est en dehors de la régulation, on fixe la quatrième valeur limite selon l'étape 214. Après avoir fixé les valeurs limites, on limite le cas échéant la vitesse de référence selon l'étape 216 et le programme se termine. En cas de dépassement de la vitesse de référence par au moins une vitesse de roue, on freine cette ou ces roues et/ou on réduit le couple de l'unité motrice (moteur). Il R E V E N D I C A T I ON S 1 ) Procédé pour déterminer une grandeur de référence pour les vitesses des roues d'un véhicule, en détectant la vitesse des roues du véhicule et en formant la grandeur de référence en fonction d'au moins une vitesse de roue, selon lequel une action de régulation est provoquée si la vitesse d'au moins une roue dépasse la grandeur de référence d'une certaine quantité prédéfinie, caractérisé en ce que comme grandeur de référence on prend la vitesse de la roue la plus lente et si la roue la plus lente descend très rapide- ment en dessous de la vitesse de référence, on forme la vi- tesse de référence sur la base de la vitesse d'au moins une roue plus rapide. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on constate une diminution rapide de la vitesse de la roue la plus lente en dessous de la vitesse de référence si la vi- tesse de roue est inférieure à la vitesse de référence et si en même temps l'accélération de roue est inférieure à une va- leur limite prédéterminée. 3 ) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vitesse de référence est de nouveau définie sur la base de la vitesse de la roue la plus lente si cette vitesse de roue se rapproche de nouveau de la vitesse de référence, ou si son accélération de roue dépasse un seuil d'accélération positif prédéterminé. 4 ) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la variation de la vitesse de référence est limitée, le choix de la valeur limite se faisant à partir de chaque état de fonctionnement de la régulation. ) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu' on prédétermine des valeurs limites de pente, différentes, pour la vitesse de référence quand la régulation n'est pas active, une régulation ayant lieu sur une chaussée homogène ou une régulation sur des chaussées ayant des coefficients d'adhérence différents. 6 ) Procédé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu' on limite l'accélération ou la décélération du véhicule à ur.e valeur maximale si les vitesses de toutes les roues se si- tuent dans une plage de vitesses prédéterminée et si les ac- célérations de toutes les roues se situent dans une plage d'accélération prédéfinie. 7 ) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu' en cas de variation de la vitesse de référence, on limite la variation de la vitesse de référence. 8 ) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le véhicule est un véhicule dont toutes les roues sont motri- ces. 9 ) Dispositif pour déterminer une grandeur de référence des vitesses des roues d'un véhicule dont toutes les roues sont motrices, comprenant une unité de commande qui reçoit la vi- tesse de toutes les roues du véhicule et fournit des signaux de commande qui, en cas de dépassement d'une vitesse de réfé- rence par au moins une vitesse de roue, freinent cette roue ou réduisent le couple moteur, la vitesse de référence étant formée sur la base d'au moins une vitesse de roue, caractérisé en ce que l'unité de commande comporte des moyens qui reçoivent la vi- tesse de la roue la plus lente comme vitesse de référence et prennent la vitesse d'au moins une roue plus rapide comme vi- tesse de référence si la vitesse de la roue la plus lente tombe rapidement en dessous de la vitesse de référence.