Brevet FR2947507A1 — publié le 20110107

PROCEDE DE ROULAGE A TRES BASSE VITESSE SUR UN TERRAIN COMPORTANT UNE FAIBLE ADHERENCE La présente invention concerne un procédé de roulage à très basse vitesse d'un véhicule automobile, sur un terrain comportant une faible adhérence des roues motrices, ainsi qu'un véhicule automobile équipé d'un tel procédé. Les véhicules automobiles peuvent comporter une fonction de limitation du patinage des roues motrices, appelé ASR (Anti Slip Regulation), qui est une des fonctions du procédé de contrôle de stabilité du véhicule, appelé ESP (Electronic Stabily Program). Le contrôle de stabilité du véhicule ESP utilise des capteurs de mesure de la dynamique du véhicule, et un contrôle des freins des roues, pour freiner certaines roues du véhicule et ainsi exercer un couple sur le véhicule autour de son centre de gravité, permettant de modifier sa trajectoire. La fonction de limitation du patinage des roues motrices ASR, présentée notamment dans le document FR-A1-2909065, utilise le contrôle du moteur et les freins des roues pour limiter la vitesse et la force de traction de chaque roue motrice sur le sol, en fonction de son adhérence. On peut maintenir de cette manière un certain patinage optimal de chaque roue pour garder la meilleure motricité, et assurer la traction ainsi que la direction du véhicule sur des sols très glissants, comprenant par exemple de la boue ou de la neige. Pour les véhicules disposant d'un embrayage de couplage progressif entre le moteur thermique et la transmission, une fois la phase de démarrage du véhicule accomplie, cet embrayage est maintenu fermé sans possibilité de glissement. Or le moteur thermique doit tourner à une vitesse minimale pour éviter un calage et délivrer un couple suffisant. La transmission reliée à cet embrayage, tourne aussi avec une vitesse minimale qui entraîne généralement le véhicule à des vitesses de l'ordre de 12 à 13 km/h. Le différentiel d'entraînement d'un essieu répartit de manière différenciée le mouvement reçu de la boîte de vitesses, vers les deux roues motrices de cet essieu, de manière à ce que la somme des vitesses des deux roues corresponde à la vitesse imposée en sortie de la boîte de vitesse. Dans le cas d'une faible adhérence du sol, on peut avoir besoin d'une progression continue et très lente du véhicule pour sortir d'un passage difficile, avec une vitesse qui peut être par exemple inférieure à 2km/h, voir inférieure à 1 km/h. On peut aussi avoir un démarrage prolongé, par exemple en pente avec une faible adhérence du sol, le véhicule ne prenant que très progressivement de la vitesse, et restant pendant longtemps à ces basses vitesses. Avec le différentiel il est alors nécessaire de réaliser un patinage relativement important d'une des roues motrices, en principe la roue motrice disposant de la plus faible adhérence, pour limiter le patinage de l'autre roue en actionnant son frein de roue, et lui faire transmettre une force de traction permettant la progression du véhicule. Avec une vitesse très faible d'une roue motrice, la vitesse de l'autre roue motrice est alors largement amplifiée par le différentiel qui reporte le mouvement de la première roue sur la deuxième. On obtient ainsi avec des vitesses très lentes du véhicule, un patinage important d'une des roues ce qui diminue d'autant son adhérence, et de plus peut creuser le sol. Ces conditions ne sont pas favorables pour la progression du véhicule. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure, et de proposer un procédé permettant d'améliorer l'adhérence des roues motrices d'un véhicule pour un roulage à très basse vitesse. Elle propose à cet effet un procédé de roulage continu à très basse vitesse sur un terrain comportant une faible adhérence, pour un véhicule automobile comprenant un moyen piloté de couplage progressif entre le moteur thermique et la transmission, et une fonction de limitation du patinage des roues motrices qui suivant des informations de vitesse des roues motrices, contrôle le freinage de chaque roue motrice pour limiter leur patinage, caractérisé en ce que pour un roulage à très basse vitesse, la fonction de limitation du patinage des roues motrices contrôle de plus simultanément le moyen piloté de couplage progressif, pour maintenir un glissement continu de ce moyen de manière à réduire la vitesse moyenne des roues motrices, et obtenir un faible patinage de ces roues. Un avantage de ce procédé de roulage continu à très basse vitesse est que l'on peut grâce à une régulation permanente du glissement du moyen de couplage, et tout en gardant la vitesse minimale de rotation du moteur thermique, baisser fortement la vitesse moyenne de rotation des roues motrices, et ainsi l'adapter à la très faible vitesse de progression du véhicule avec un patinage réduit de ces roues. Le procédé de roulage continu à très basse vitesse selon l'invention peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, la fonction de limitation du patinage des roues motrices, envoie simultanément au moteur thermique une consigne de régime moteur bas. La consigne de régime moteur bas peut générer une vitesse minimale du moteur thermique permettant d'éviter un calage, tout en délivrant aux roues motrices un couple de traction suffisant. Selon un mode de réalisation de l'invention, le procédé de roulage à très basse vitesse émet une consigne de régime moteur bas, et surveille la vitesse moyenne des roues motrices par rapport à la vitesse du véhicule, pour évaluer le patinage et en déduire une consigne de glissement pour le contrôle du moyen piloté de couplage progressif, afin d'obtenir une valeur de patinage optimale. Avantageusement, le procédé de roulage continu à très basse vitesse comporte une gestion spécifique de la transition entre la marche du véhicule à très basse vitesse, et la marche normale avec le moyen de couplage fermé, qui est établie pour revenir de manière progressive vers les conditions de cette marche normale. En option, le procédé de roulage à très basse vitesse peut recevoir des informations d'une commande manoeuvrée par le conducteur pour signaler un état d'adhérence de la voie, ces informations lui permettant d'adapter des paramètres internes de fonctionnement. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile disposant d'un procédé de roulage continu à très basse vitesse sur un terrain comprenant une faible adhérence, ce procédé de roulage comportant de plus l'une quelconque des caractéristiques précédentes. Le moyen piloté de couplage progressif entre le moteur thermique et la transmission du véhicule automobile, peut comporter un embrayage comprenant des disques dont le serrage est piloté par un actionneur. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma présentant les principaux organes d'un véhicule comprenant le procédé de roulage continu à très basse vitesse selon l'invention. Le véhicule 1 comporte un moteur thermique 2 qui entraîne par un embrayage 4 comprenant un dispositif de pilotage automatisé, une boîte de vitesses 6 reliée aux roues motrices 8 du véhicule. La boîte de vitesses 6 est une boîte de vitesses manuelle robotisée, comprenant des actionneurs pour effectuer les changements de vitesse. En particulier, l'embrayage comprend un disque de transmission du couple dont le serrage est piloté par un actionneur. En variante le véhicule peut comporter d'autres dispositifs de transmission comme une boîte de vitesses à double embrayage, une transmission à variation continue de vitesse, ou une boîte de vitesses automatique comprenant des trains planétaires et un convertisseur hydraulique de couple en entrée, dont le glissement peut être contrôlé. Le véhicule peut aussi comporter une motorisation auxiliaire comme une machine électrique, venant en complément de la motorisation thermique principale, pour former un véhicule hybride. Une unité centrale de contrôle 10 comportant un calculateur et des lois de contrôle mises en mémoire, reçoit des informations 20 d'un système de freinage 12 comportant une commande indépendante de frein sur chaque roue motrice 8. Les informations reçues 20 comportent notamment la vitesse de chaque roue motrice 8, délivrée par des capteurs de vitesse reliés à chaque roue. L'unité de contrôle 10 comporte un procédé de contrôle de la stabilité du véhicule ESP, comprenant une fonction de limitation du patinage des roues motrices ASR. L'unité de contrôle 10 peut comporter d'autres fonctions d'aide à la conduite du véhicule, comme un procédé d'antiblocage des roues au freinage appelé ABS (Anti-lock Braking System). Pour la fonction de limitation du patinage des roues motrices ASR, l'unité de contrôle 10 surveille la vitesse de rotation des roues motrices 8 avec les informations 20 reçues du système de freinage 12, et les compare avec des vitesses théoriques calculées à partir d'informations venant d'autres sources, comme par exemple la vitesse de rotation des roues non motrices du véhicule. En cas de patinage d'une roue motrice, le calculateur émet une consigne de pression de frein 22 pour cette roue, délivrée au système de freinage 12, afin de la ralentir. En parallèle, l'unité de contrôle 10 envoie au moteur thermique 2 une consigne de régime moteur 24, pour limiter sa vitesse et éviter une augmentation de cette vitesse due à la perte d'adhérence de la roue motrice. On obtient par ce contrôle un léger patinage des roues motrices 8 qui permet d'obtenir la meilleure progression du véhicule, et de conserver une capacité de direction de ce véhicule. Le véhicule peut comporter en complément une interface homme- machine comprenant une commande 14 manoeuvrée par le conducteur, pour signaler à l'unité de contrôle 10 un état de voie glissante, comprenant par exemple de la neige ou du verglas. Cette information complémentaire pouvant comprendre plusieurs niveaux d'adhérence, permet à l'unité de contrôle 10 de choisir des lois les plus appropriées pour optimiser le contrôle et obtenir le meilleur résultat. Après le rapport de réduction de la vitesse donné par l'ensemble de la transmission, la vitesse obtenue qui est liée à celle de sortie de l'embrayage 4, est appliquée sur le différentiel de l'essieu des roues motrices 8. Cette vitesse du différentiel représente la vitesse moyenne des roues motrices 8. Après le décollage du véhicule à partir de l'arrêt et quand le terrain est glissant, pour une progression continue du véhicule 1 à une vitesse relativement stable et très lente, nettement inférieure à celle donnée par le moteur 2 tournant à une vitesse très basse lui permettant de ne pas caler, relié à un embrayage 4 fermé sans glissement, le procédé selon l'invention fonctionne de la manière suivante. L'unité de contrôle 10 émet de plus une consigne de glissement 26 destinée au dispositif de pilotage automatisé de l'embrayage 4, pour lui demander de maintenir un certain glissement permanent dans cet embrayage entre la vitesse d'entrée qui est celle du moteur thermique 2, et celle de sortie appliquée sur la boîte de vitesses 6. La consigne de glissement est transformée en tenant compte des caractéristiques de l'embrayage 4, en consigne de position pour la butée de débrayage, qui se déplace pour effectuer un débrayage partiel de cet embrayage. Le conducteur active la commande 14 signalant un passage avec une faible adhérence possible ou probable du sol. Cette commande 14 donne l'information à l'unité de contrôle 10, qui choisit les meilleures lois de contrôle. L'unité de contrôle 10 émet une consigne de régime moteur bas 24, proche de sa vitesse inférieure limite, et surveille la vitesse moyenne des roues motrices 8 par rapport à la vitesse du véhicule, pour mesurer le patinage de ces roues motrices qui doit rester faible, suivant une valeur préétablie. L'unité de contrôle 10 ajuste alors la consigne de glissement contrôlé 26 à appliquer sur l'embrayage 4, pour obtenir la valeur de patinage permettant d'optimiser la traction et la direction du véhicule. En parallèle, l'unité de contrôle 10 peut intervenir avec la consigne de pression de frein 22, individuellement sur chaque roue motrice 8 pour limiter son patinage en cas d'adhérence plus faible de cette roue. Le glissement contrôlé de l'embrayage 4 permet ainsi de délivrer aux roues motrices 8 un certain couple moteur, avec la vitesse de rotation moyenne idéale pour obtenir la meilleure adhérence de ces roues motrices. En fonction de l'évolution de la vitesse du véhicule, par exemple si cette vitesse augmente progressivement, l'unité de contrôle 10 adapte de manière constante la consigne de glissement 26 pour obtenir une évolution similaire de la vitesse moyenne des roues motrices 8. A la fin du franchissement à très faible vitesse, qui peut être évalué automatiquement par des mesures de la vitesse ou de l'accélération du véhicule, le procédé de roulage continu à très faible vitesse est alors désactivé automatiquement. Le conducteur peut aussi signaler la fin de ce passage par la commande 14 si le véhicule en est équipé, ce qui permet de neutraliser le procédé de roulage à très basse vitesse et d'éviter qu'il délivre à l'embrayage 4 de manière inadaptée, une consigne de glissement 26 qui pourrait l'user. Une gestion spécifique de la transition entre la marche du véhicule avec le procédé de roulage à très faible vitesse, et la marche normale sans glissement de l'embrayage 4, est établie pour revenir de manière progressive et sans à-coups vers les conditions normales de roulage. On obtient ainsi de manière simple et économique, à partir des éléments existant dans le véhicule 1 et en ajoutant seulement des programmes supplémentaires, un moyen efficace pour garder une motricité lors d'un roulage continu à très faible vitesse, permettant des franchissements de distantes importantes. En ramenant à un niveau faible le patinage des roues motrices 8, on évite notamment à ces roues de creuser le sol ce qui détériorerait encore plus l'adhérence. Ce procédé permet d'éviter l'emploi de systèmes plus onéreux comme un différentiel à glissement limité, ou une transmission mécanique d'entraînement de quatre roues motrices. On notera cependant que le procédé selon l'invention peut aussi être utilisé en combinaison avec ces systèmes, pour permettre des performances de franchissement du véhicule supérieures. REVENDICATIONS1 û Procédé de roulage continu à très basse vitesse sur un terrain comportant une faible adhérence, pour un véhicule automobile (1) comprenant un moyen piloté de couplage progressif (4) entre le moteur thermique (2) et la transmission (6), et une fonction de limitation du patinage des roues motrices (8) qui suivant des informations (20) de vitesse des roues motrices, contrôle le freinage (12) de chaque roue motrice pour limiter leur patinage, caractérisé en ce que pour un roulage à très basse vitesse, la fonction de limitation du patinage des roues motrices (8) contrôle de plus simultanément le moyen piloté de couplage progressif (4), pour maintenir un glissement continu de ce moyen de manière à réduire la vitesse moyenne des roues motrices, et obtenir un faible patinage de ces roues. 2 - Procédé de roulage continu à très basse vitesse selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fonction de limitation du patinage des roues motrices (8), envoie simultanément au moteur thermique (2) une consigne de régime moteur bas (24). 3 - Procédé de roulage continu à très basse vitesse selon la revendication 2, caractérisé en ce que la consigne de régime moteur bas (24) génère une vitesse minimale du moteur thermique permettant d'éviter un calage, tout en délivrant aux roues motrices un couple de traction suffisant. 4 - Procédé de roulage continu à très basse vitesse selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il émet une consigne de régime moteur bas (24), et surveille la vitesse moyenne des roues motrices (8) par rapport à la vitesse du véhicule (1), pour évaluer le patinage et en déduire une consigne de glissement (26) pour le contrôle du moyen piloté de couplage progressif (4), afin d'obtenir une valeur de patinage optimale. 5 - Procédé de roulage continu à très basse vitesse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une gestion spécifique de la transition entre la marche du véhicule (1) à très basse vitesse, et la marche normale avec le moyen de couplage (4) fermé,qui est établie pour revenir de manière progressive vers les conditions de cette marche normale. 6 - Procédé de roulage continu à très basse vitesse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il reçoit des informations d'une commande (14) manoeuvrée par le conducteur pour signaler un état d'adhérence de la voie, ces informations lui permettant d'adapter des paramètres internes de fonctionnement. 7 û Véhicule automobile (1) comportant un procédé de roulage continu à très basse vitesse sur un terrain comportant une faible adhérence, caractérisé en ce que ce procédé de roulage est réalisé suivant l'une quelconque des revendications précédentes. 8 - Véhicule automobile (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que le moyen piloté de couplage progressif (4) entre le moteur thermique (2) et la transmission (6), comporte un embrayage comprenant des disques dont le serrage est piloté par un actionneur.