Brevet FR2838385A1 — publié le 20031017

Max. Hub Course maxi Domaine de l' invention L'invention concerne un procédé de régulation antipatinage à l'entrâînement lors du démarrage d'un véhicule sur une chaussée ayant des coefficients d'adhérence différents (-divisé) entre le côté gauche et le côté droit du véhicule, la roue motrice à faible coefficient d'adhérence étant régulée en cas d'emballement par une action sur le frein pour une valeur de commande préalable de glissement de consigne, prédéterminée. L'invention concerne également un système de régulation d'antipatinage à l'entraînement, notamment pour démarrer un véhicule o sur une chaussée ayant des coefficients d'adhérence différents (-divisé) entre le côté gauche et le côté droit du véhicule, selon lequel en cas d'emballement on régule la roue motrice à faible coefficient d'adhérence par le frein sur une valeur de commande préalable de glissement de con- signe, prédéterminée. s Lors de l'accélération d'un véhicule sur une chaussée ayant des coefficients d'adhérence différents entre le côté gauche et le côté droit du véhicule (-divisé) et en particulier pour un démarrage en pente, le pa tinage des roues motrices peut créer des situations de conduite critiques. La régulation d'antipatinage (ASR) cherche, en diminuant le couple mo teur et le cas échéant également par une action de freinage, de maintenir le véhicule dans une plage stable et d'améliorer la traction. La régulation d'antipatinage (régulation ASR) est habituel- lement réglée de façon que pour un démarrage en pente sur une chaussée ayant des coefficients d'adhérence différents du côté gauche et du côté droit du véhicule (-divisé), le véhicule ne risque pas de reculer même si le conducteur accélère trop faiblement. Le couple moteur prédéfini par la ré- gulation ASR en phase initiale d'une opération de démarrage, c'est-à-dire la valeur de commande préalable du couple moteur, est prévu en général pour une pente de 15 % et plus si bien que cette valeur est élevée. Pour répondre à cette valeur de commande préalable de couple moteur, élevée, il faut un régime moteur relativement élevé et un seuil de glissement élevé correspondant pour la roue à faible coefficient d'adhérence (- faible) (roue motrice à faible coefficient d'adhérence). Si la roue à faible coefficient d'adhérence qui patine est trop fortement freinée, le moteur n'atteint pas 3s le régime qui donne le couple demandé. Le régime moteur et le co efficient d' adhérence des pneuma- tiques sont réglés par une adaptation effectuée par le moyen de régulation seulement de façon optimale pour la situation extrême, par exemple une pente à 15 %. Pour une pente plus faible et notamment à plat, on génère toujours un couple moteur supérieur à celui qui serait en fait nocessaire pour accélérer le véhicule de manière appropriée. Du fait du régime mo- teur inutilement élevé et du fort patinage de la roue à faible coefficient s d'adhérence, cela détériore naturellement le confort de conduite. Pour une pente plus importante (supérieure à 15 %), le couple moteur sera trop fai- ble si bien que le véhicule recule pendant un court instant. But de l'invention La présente invention a pour but de développer une régula o tion d'antipatinage ainsi qu'un procédé correspondant pour lequel le ré- gime moteur réglé pendant la phase de démarrage est adapté à la pente actuelle. Exposé de l' invention et avantages A cet effet, l'invention concerne un procédé caractérisé par s les étapes suivantes: - on détermine le régime moteur actuel, à l'instant du démarrage du vé- hicule ou en cas de dépassement d'un seuil de vitesse faible, - on calcule une nouvelle valeur de glissement de consigne, corrigée, sur la base du régime moteur actuel obtenu, et o - on abaisse ou on augmente brusquement le glissement de consigne pour passer de la valeur de commande préalable du glissement de con- signe sur le nouveau glissement de consigne calculé. Selon l'invention le système du type défini ci-dessus met en _uvre une régulation d'antipatinage, caractérisée par un tel procédé. s L'idée principale de l'invention consiste à déterminer le ré gime moteur effectivement nécessaire pour démarrer le véhicule et qui cor respond au couple moteur nécessaire pour le démarrage effectif (le couple moteur effectivement nécessaire est le couple qui est exercé au moment du démarrage ou lorsqu'on dépasse un seuil de vitesse faible). A partir du régime moteur effectivement nécessaire, on calcule alors une nouvelle va- leur de glissement de consigne pour la roue à faible coefficient d'adhérence. Le glissement de consigne est diminué ou augmenté brus- quement de la valeur de commande préalable de glissement de consigne, prédéterminée, jusqu'à la valeur de glissement de consigne nouvellement 3s calculée. Par l'exploitation du régime moteur effectivement nécessaire on a la possibilité d'adapter de façon optimale le glissement de consigne à la demande actuelle et d'augmenter ainsi considérablement le confort de roulage. Au démarrage en pente pour une pente inférieure à 15 %, on évite ainsi un emballement trop fort du moteur. De plus, pour des pentes plus importantes, on peut rapidement corriger le régime moteur pour obtenir une accélération suffisante même pour des pentes fortes. On peut déterminer le couple moteur effectivement néces saire à l'instant à partir duquel le véhicule se met en mouvement ou dé passe un seuil de vitesse prédéfini. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, on extrait le régime moteur effectivement nécessaire à partir d'un faisceau de o courbes caractéristiques régime/couple, enregistré dans le système. Après la diminution ou l' augmentation brusque du glisse ment de consigne, on continue de diminuer le glissement de consigne pour la roue à faible coefficient d'adhérence, de préférence d'une manière li nealre. A côté de la régulation du couple de freinage, la régulation ASR agit également de préférence sur le fonctionnement de roulage par la régulation du couple moteur. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus o détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre la courbe du glissement de roue et du couple moteur dans une régulation ASR, - la figure 2 montre plusieurs courbes caractéristiques couple mo teur/régime pour différents angles du volet d'étranglement, :5 - la flgure 3 montre un ordinogramme décrivant le procédé ASR selon lequel on adapte la valeur de commande préalable de glissement de consigne à la demande effective, - la figure 4 est une vue schématique d'un système ASR. Description d'un mode de réalisation La figure 1 montre la courbe de glissement de roue et du couple moteur au démarrage d'un véhicule sur une chaussée ayant des coefficients d'adhérence différents du côté gauche et du côté droit du véhi cule (divisé). La référence 2 désigne la courbe de la vitesse de la roue à faible coefficient d'adhérence; la référence 7 désigne la courbe du couple de consigne du moteur en fonction du temps. Les références 1, 3, 4 dési gnent différentes courbes de glissement de consigne sur lesquelles on rè gle la vitesse 2 de la roue à faible coefficient d'adhérence pour des procédés de régulation différents. L'opération de démarrage commence à l'instant t0 auquel le conducteur accélère pour déplacer le véhicule. La consigne du conducteur est représentée par la courbe caractéristique 6. Déjà à partir de l'instant tl la roue à faible coefficient d'adhérence (roue--faible) commence à patiner. Le système ASR détecte cette situation et calcule une valeur de commande préalable kav ou Mav pour un glissement de roue acceptable et pour le couple moteur; ces va- leurs de commande préalables sont choisies suffisamment élevées pour que le véhicule ne risque pas de reculer pour un démarrage en côte avec o une pente allant par exemple jusqu'à 15 %. Les valeurs de commande préalables peuvent également être conçues pour une pente de 20 %. Le calcul de la valeur de commande préalable du glissement de consigne Lav et de la valeur de commande de consigne du couple mo- teur Mav sera décrit brièvement ci-après. Le couple d'entrâînement néces s saire Mentraînement pour tenir le véhicule à l'équilibre dans une pente à % se calcule à partir du couple de recul en pente Mpente et du couple de freinage appliqué Mfrein, du côté du faible coefficient d'adhérence du véhicule. On a ainsi la relation: Mentraînement = aibe*Mpente + Mfrein, avec Mpente = m*g*r*sinx. m: masse du véhicule g: accélération de la gravité 2s r: rayon effectif de la roue Dans l'hypothèse d'un coefficient d'adhérence du côté coef- ficient d'adhérence bas, par exemple tel que llbas = 0,1 et du côté d'un coefficient d'adhérence haut, phau = 1, et pour une pente de 15 % on en déduit le couple d'entrâînement nocessaire Mentraînement et le couple de freinage nécessaire Mfrein. Le couple moteur correspondant se déduit di- rectement du couple d'entraînement calculé. Pour cet événement, il faut un couple moteur Mber qui tient le véhicule à l'équilibre dans les conditions données (voir figure 2). A ce 3s couple moteur Mber il faut prévoir un ajout pour accélérer le véhicule en pente. Cette augmentation est désignée à la figure 2 par la référence x. Le couple résultant est la valeur de commande préalable du couple moteur Mav. s Pour calculer la valeur de commande préalable de glisse- ment de consigne on détermine d'abord le régime du moteur nécessaire pour obtenir le couple moteur calculé Mber. Cela peut se faire par exemple à l'aide des courbes caractéristiques couple moteur/régime comme repré s senté à la figure 2. Pour une pente à 15 %, le calcul donne par exemple un couple moteur Mber comme celui indiqué dans les deux courbes évoquées ci-dessus. Ce couple s'obtient pour une vitesse de rotation par exemple de 2.200 t/min. o La valeur de commande préalable du couple moteur se cal cule à partir du régime de consigne égal à 2.400 t/min. Ce régime converti en vitesse constitue la vitesse de consigne de la roue à réguler. Le calcul de la vitesse de la roue à faible coefficient d'adhérence à partir du régime moteur ci-dessus peut se faire par exemple à l'aide de l'équation suivante: V [m/s]=2 nMot[1/min] 2 r ent.-bas démultiplication totale. 60s Ven':-bas: vitesse de la roue motrice à faible coefficient d'adhérence. En retour à la figure 1 on régule la vitesse 2 de la roue à faible coefficient d'adhérence à partir de l'instant tl, le véhicule étant en- core immobile, pour arriver à la valeur de commande préalable de glisse ment de consigne, calculée, av. Entre les instants tl et t2 on limite le glissement de la roue à faible co efficient d' adhérence 2 en augmentant de manière impulsion- nelle la pression de frein et en diminuant en même temps le couple mo- teur de consigne 7 jusqu'à ce que le glissement atteigne un point 2s d'inversion à l'instant t2. Le couple moteur de consigne 7 doit diminuer jusqu'à ce que le glissement 2 de la roue à faible coefficient d'adhérence passe à l'instant t3 en dessous de la valeur de commande préalable de glissement de consigne av. Puis on augmente de nouveau graduellement le couple o moteur de consigne 7. Le glissement 2 de la roue à faible coefficient d'adhérence reste régulé sur la valeur de commande préalable de glisse- ment de consigne av jusqu'à ce qu'à l'instant t4 le véhicule commence à se mettre en mouvement. Au moment o le véhicule commence à se déplacer on peut s obtenir d' autre s info rmations co nc ern ant le s conditions de d émarrage qui seront utilisées pour calculer un nouveau régime moteur de consigne, cor- rigé ou pour déterminer une nouvelle valeur de glissement de consigne corr pour la roue à faible coefficient d'adhérence. Le couple fourni au mo- ment du démarrage du moteur (instant t4) correspond effectivement au couple nocessaire au démarrage Mben. Dans l'exemple représenté à la figure 1, ce couple Mben est s inférieur à la valeur de commande préalable du couple moteur prédéfini Mav. Le régime moteur nMot peut ainsi se régler sur une valeur plus faible pour laquelle le moteur du véhicule ne génère que le couple moteur Mben effectivement nécessaire au démarrage. Pour déterminer le nouveau régime moteur de consigne o nMot, le système ASR exploite de nouveau les courbes caractéristiques couple moteur/régime représentées à la figure 1, à l'instant du couple ef- fectivement nécessaire Mben. Dans l'exemple de la figure 1, le nouveau régime moteur est égal à 1.800 t/min. A partir de la formule de conversion donnée on peut convertir le nouveau régime moteur en un glissement de roue. Ce nouveau glissement de roue est égal au glissement de consigne corrigé corr sur lequel la régulation du couple de freinage règle la vitesse 2 de la roue à faible coefficient d'adhérence. A la figure 1 on voit l'abaissement du glissement de consigne (et ainsi celui du régime moteur) o à l'instant t4 et qui correspond à une variation brusque 5. En exploitant le couple moteur effectivement nécessaire, on a la p ossibilité d' adapter de façon optimale le glissement de consigne à la demande actuelle et d'augmenter ainsi de façon importante le confort de roulage. En démarrant dans une pente inférieure à 15 %, cela permet s d'éviter notamment un trop fort emballement du moteur. D'autre part, le régime moteur peut également être corrigé vers le haut pour des pentes plus importantes, pour arriver à une accélération suffisante même pour des pentes importantes. Après le démarrage du véhicule (la courbe de la vitesse du véhicule est indiquée sous la référence 8), à l'instant t4, on peut alors soit conserver la valeur de glissement de consigne, corrigée (courbe 3) ou con- tinuer à l'abaisser suivant une évolution linéaire (courbe 4). La figure 3 montre une nouvelle fois les étapes essentielles du procédé pour l'adaptation du glissement de consigne aux besoins ac 3s tuels sous la forme d'un ordinogramme. Dans l'étape 10, on vérifle d'abord si le véhicule est dans une phase de démarrage sur une chaussée ayant des coefficients d'adhérence différents et s'il est déjà en mouvement et s'il a déjà dépassé un seuil de vitesse donné. Si cela est le cas, on détermine tout d'abord le régime moteur actuel nMot et on en déduit une valeur de glissement de consigne, corrigée, corr. nouvelle (étapes 11, 12) . Enfin, le glissement de consigne 1 est réglé dans l'étape 13 sur la nouvelle valeur de glissement de consigne, calculée, COIT. s La figure 4 montre un système de régulation d'antipatinage avec une unité de régulation centrale 15 coopérant avec plusieurs freins de roues 14 pour régler un glissement de consigne et un volet d'étranglement 16 pour régler un couple moteur. Le système ASR com prend en outre des capteurs pour déterminer le régime moteur nMot et la o vitesse v du véhicule. Le système ASR 15 est conçu pour effectuer le pro cédé décrit ci-dessus en relation avec la figure 3 et adapter le glissement de consigne 1 aux besoins actuels. NOMENCLATURE 1 glissement de consigne de la roue à faible coefficient d'adhérence s 2 vitesse de roue 3 courbe de glissement de consigne 4 courbe de glissement de consigne variation brusque du glissement de consigne 6 couple de consigne demandé par le conducteur o 7 couple moteur de consigne 8 vitesse de déplacement du véhicule -13 étape de procédé 14 freinages unité de régulation s 16 volet d'étranglement 17 capteur de vitesse de rotation (régime) 18 capteur de vitesse lav valeur de commande préalable du glissement de consigne Lcorr valeur du glissement de consigne, corrigée Mav valeur de commande préalable du couple moteur Mben couple moteur effectivement nécessaire nMot régime moteur tl- t4 instants 2s REVENDICATIONS 1 ) Procédé de régulation d'antipatinage à l'entraînement lors du démar- rage d'un véhicule sur une chaussée ayant des coefficients d'adhérence différents (-divisé) entre le côté gauche et le côté droit du véhicule, s la roue motrice à faible coefficient d'adhérence étant régulée en cas d'emballement par une action sur le frein pour une valeur de commande préalable de glissement de consigne, prédéterminée (\av), caractérisé par les étapes suivantes: o - on détermine le régime moteur actuel (nMot), à l'instant du démarrage du véhieule ou en eas de dépassement d'un seuil de vitesse faible, - on ealeule une nouvelle valeur de glissement de eonsigne, eorrigée, (XCOIT) sur la base du régime moteur actuel obtenu (nMot), et - on abaisse ou on augmente brusquement le glissement de consigne (1) s pour passer de la valeur de commande préalable du glissement de con signe (\aV) sur le nouveau glissement de consigne calculé (Xcolr). 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que o dans une première étape on détermine tout d'abord le couple moteur (Mben) effectivement nécessaire et ainsi à l'aide des courbes caractéristi- ques régime/couple on définit le régime moteur actuel (nMot). 3 ) Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu' on continue d'abaisser de façon linéaire le glissement de consigne (1) pour la roue à faible eoeffieient d'adhérenee,u après la variation brusque. 4 ) Proeédé selon la revendieation 1, earaetérisé en ee qu' on augmente le eouple moteur avee la vitesse (8) du véhieule. ) Système de régulation d'antipatinage à l'entraînement, notamment pour démarrer un véhieule sur une chaussée ayant des coefflcients 3s d'adhérence différents (-divisé) entre le côté gauche et le côté droit du vé- hicule, selon lequel en cas d'emballement on régule la roue motrice à fai- ble coefficient d'adhérence,u par le frein sur une valeur de commande préalable de glissement de consigne, prédéterminée (\av), caractérisé en ce qu' - on détermine le régime moteur actuel (nMot) à l'instant du démarrage du véhicule ou en cas de dépassement d'un seuil de vitesse faible, - on calcule une nouvelle valeur de glissement de consigne, corrigée, (\corr) sur la base du régime moteur actuel (nMot), et - on abaisse ou on augmente le glissement de consigne (1), brusquement pour passer de la valeur de commande préalable de glissement de con signe (\aV) sur la nouvelle valeur de glissement de consigne calculée (\corr).