FR2571668A1

FR2571668A1 - Dispositif de commande de la transmission de la force motrice dans un vehicule a quatre roues motrices

Info

Publication number: FR2571668A1
Application number: FR8514919A
Authority: FR
Inventors: Norbert Stelter; Wust Rainer
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1984-10-12
Filing date: 1985-10-09
Publication date: 1986-04-18
Also published as: GB2167824B; DE3437436A1; DE3437436C2; FR2571668B1; IT1185372B; SE8504725D0; IT8522248A0; SE452292B; SE8504725L; GB2167824A; US4792011A; JPS6198630A; GB8525259D0

Abstract

ON ENTRAINE UN ESSIEU PRINCIPAL DIRECTEMENT, ET UN ESSIEU SECONDAIRE PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN ACCOUPLEMENT LONGITUDINAL REGLABLE EN CONTINU. A PARTIR D'UNE PUISSANCE PRESCRITE (PS) ET UNE VITESSE DE MARCHE (VF), ON DETERMINE UNE FORCE DE TRACTION PRESCRITE (FZS) DE TOUTES LES ROUES A PARTIR DE LAQUELLE ON CREE UNE GRANDEUR DE COMMANDE (PL) AU MOYEN D'UN FACTEUR (K1 A K3) DEPENDANT DES PARAMETRES DE MARCHE OU DE FONCTIONNEMENT. L'ACCOUPLEMENT LONGITUDINAL PEUT ETRE EN OUTRE COMMANDE PAR UNE AUTRE GRANDEUR DE COMMANDE (PL).

Description

Dispositif de commande de La transmission de la force motrice

dans un véhicule à quatre roues motrices.

La présente invention concerne un dispositif de commande de la transmission de la force motrice aux essieux d'un véhicule automobile ayant toutes ses roues motrices, comportant un essieu moteur principal pourvu

d'un différentiel transversal et un essieu moteur sup-

plémentaire entraîné par l'intermédiaire d'un accouple-

ment longitudinal pouvant être commandé en continu au

moyen d'un organe de réglage. -

Dans les véhicules automobiles, un système d'entraînement à deux roues motrices seulement s'avère souvent présenter une puissance de traction insuffisante lorsque le véhicule accélère, en présence de mauvaises

conditions du terrain de roulement. De ce fait, on pré-

voit souvent pour des véhicules automobiles, ainsi que des véhicules de grande puissance et des véhicules tous

terrains, un entraînement permanent des quatre roues.

Le comportement routier de tels véhicules nécessite en

général d'être amélioré, en particulier en ce qui con-

cerne le braquage et la négociation de viragesserres.

En outre, les bonnes caractéristiques de puissance mo-

trice entraînent, entre autres, une surestimation de l'ensemble du comportement routier du véhicule, ce qui peut aboutir à des situations de conduite critiques, en particulier lorsque le véhicule ne peut plus, malgré la puissance motrice, être guidé suivant un profil de virage donné. Le "redressement" du véhicule, qui, pour des véhicules à entraînement classique des roues, peut être effectué en provoquant un changement de charge voulu

ou encore en serrant un frein de blocage de l'essieu ar-

rière, même par des conducteurs moins expérimentés, n'est,

par suite, pas possible.

Pour améliorer la traction, on propose, dans le brevet US n 3 411 601, de répartir le couple moteur en-

gendré par un moteur à combustion interne sur deux es-

sieux entraînés, pour tenir compte des charges des es-

sieux moteurs produites par des conditions de conduites variables et, par suite, des forces de traction maximales

pouvant être appliquées.

En fait, cela n'y est effectué qu'en fonction

de l'accélération du véhicule (ou en fonction de la vi-

tesse ou du rapport), ce qui n'améliore pas la négocia-

tion des virages. En outre, cela entraîne des complica-

tions mécaniques considérables, car il faut deux conver-

tisseurs de couple hydrodynamiques et deux transmissions

pour chacun.

Il est déjà connu, par le brevet allemand n

459 638, d'interrompre un dispositif de blocage d'en-

grenages différentiels de véhicules automobiles, en

fonction de l'angle de braquage.

Cela améliore certes considérablement la diri-

geabilité du véhicule, mais une interruption brusque du

blocage peut entraîner en présence de mauvaises condi-

tions du terrain, un comportement instable inattendu du véhicule, provoqué par l'à-coup produit par l'inertie

du système de transmission.

En conséquence, l'invention a pour objet un dispositif de commande de la transmission de la force

motrice aux essieux d'un véhicule aux quatre roues mo-

trices, permettant (en conservant une structure mécanique simple), avec un nombre relativement réduit de paramètres de fonctionnement et de conduite captés par des capteurs et une complication relativement réduite de la technique de commande, de combiner les avantages de quatre roues

motrices dus à la traction avec les avantages du com-.

portement routier de deux roues motrices, sans avoir

à subir leurs inconvénients respectifs.

Pour atteindre cet objectif, selon l'invention, un appareil de commande pourvu, de préférence, d'un micro-

calculateur, reçoit des signaux d'entrée d'un compte-

tours, d'un transmetteur de position de la pédale d'ac-

célérateur ou d'un transmetteur de l'angle du papillon des gaz et/ou d'un transmetteur de pression d'admission

et/ou d'un- transmetteur de température de l'air d'admis-

sion et/ou d'un transmetteur d'angle de braquage, et d'une unité de réglage, ainsi que de transmetteurs qui délivrent des signaux d'entrée selon les vitesses des roues situées sur l'essieu moteur principal et l'essieu

moteur supplémentaire, et engendre une grandeur de com-

mande devant attaquer l'organe de réglage de l'accouple-

ment longitudinal, de façon qu'elle dépende, selon une première fonction, a moins de la force de traction des roues situées sur l'essieu moteur supplémentaire, la force de traction des roues situées sur l'essieu moteur

supplémentaire étant déterminée en combinant par multi-

plication la valeur absolue prescrite d'une force de traction de toutes les roues, déterminée à partir d'une puissance prescrite et d'une vitesse de marche au moyen d'une seconde fonction, avec un facteur de répartition calculé à partir de la valeur absolue de la force de traction et/ou directement ou indirectement à partir de l'un au moins des signaux d'entrée, au moyen d'un

premier ensemble de caractéristiques.

Selon un second aspect de l'invention, un appa-

reil de commande (16), pourvu de préférence, d'un micro-

calculateur, reçoit des signaux d'entrée d'un compte-

tours, d'un transmetteur de la position de la pédale d'accélérateur ou d'un transmetteur de l'angle du papillon des gaz et/ou d'un transmetteur de pression d'alimentation et/ou d'un transmetteur de la température de l'air d'alimentation et/ou d'un transmetteur d'angle de braquage et d'une unité de réglage, ainsi que de transmetteurs qui délivrent des signaux d'entrée selon les vitesses des roues situées sur l'essieu moteur principal et sur l'essieu moteur supplémentaire, et produit

une grandeur de commande pour attaquer l'organe de ré-

glage de l'accouplement longitudinal, de façon qu'elle dépende, selon une première fonction d'au moins une valeur de commande, qui correspond à une puissance affectée d'un facteur d'une différence de vitesses de rotation sur un arbre d'entrée et un arbre de sortie de

l'accouplement longitudinal.

Selon un troisième aspect de l'invention, le facteur de répartition, déterminé à partir du premier ensemble de caractéristiques, dépend en plus d'un excès de puissance qui résulte d'une différence entre la puissance prescrite et une puissance de résistance au roulement déterminée à partir de la vitesse de marche

au moyen d'une caractéristique de résistance au roule-

ment; le facteur de répartition augmente lorsque l'excès

de puissance augmente.

Les avantages de l'invention consistent essen-

tiellement en le faible nombre et la bonne mesurabilité des signaux captés, en la faible complication du point de vue de la technique de commande, en la-simplicité de la structure mécanique, ainsi qu'en l'amélioration de

la traction et du comportement routier qui en résultent.

La commande automatique de la transmission de la force motrice permet au conducteur de se concentrer le plus largement sur la conduite et en outre éventuellement, dans des circonstances spéciales, d'intervenir dans la commande. En outre, ce dispositif permet de réduire l'usure des pneumatiques dans le cas o les quatre roues sont motrices et de maintenir la charge mécanique des transmissions dans des limites, par exemple au moyen de tirants, et de garantir de bonnes performances de

tous les composants du dispositif.

On va décrire à présent, avec davantage de détails, des exemples de réalisation de l'invention, représentés sur le dessin annexé dont: la figure 1 représente schématiquement un groupe moteur de véhicule automobile; la figure 2 est un schéma de principe d'un appareil de commande avec des grandeurs d'entrée et de sortie; la figure 3 est un schéma-blocs d'un procédé de commande mis en oeuvre sur un appareil de commande destiné à commander un accouplement longitudinal; la figure 4 est un schéma-blocs d'un autre procédé de commande mis en oeuvre sur un appareil de

commande destiné à commander un accouplement longitu-

dinal;

la figure 5 est un schéma-blocs d'une combi-

naison des procédés de commande des figures 3 et 4,

avec extension à une commande supplémentaire de dif-

férentiels placés sur un essieu moteur principal et un essieu moteur supplémentaire;

la figure 6 est un diagramme force de traction-

vitesse.

Sur la figure 1, la référence 1 désigne un

véhicule automobile aux quatre roues motrices, compor-

tant un essieu moteur principal 2 (essieu arrière) et un essieu moteur supplémentaire 3 (essieu avant); par exemple, on trouve dans la zone de l'essieu moteur principal 2, ici à l'arrière du véhicule 1, un moteur à combustion interne 4 qui entraîne, par l'intermédiaire d'un groupe embrayage-boite de vitesses 5, un différentiel

transversal 6 de l'essieu moteur principal 2, dont l'ef-

fet de blocage peut être commandé en continu, et en plus, par l'intermédiaire d'un accouplement longitudinal 7

réglable en continu, un différentiel 8 de l'essieu mo-

teur supplémentaire 3. Celui-ci est réalisé, simplement, sous la forme d'un engrenage différentiel usuel, mais il peut aussi s'agir d'un engrenage différentiel à auto-

blocage ou d'un engrenage différentiel à couple de blo-

cage réglable. Des roues 9, 10 placées sur l'essieu moteur supplémentaire 3 sont orientables, tandis que des roues 11, 12 placées sur l'essieu moteur principal 2 ne sont pas orientables. Des organes de réglage 13, 14,

destinés à actionner un dispositif de blocage du diffé-

rentiel transversal 6 et de l'accouplement longitudinal 7 ne sont indiqués que symboliquement ainsi qu'un organe de réglage 15, dessiné en tirets, d'un dispositif

de blocage du différentiel de l'essieu moteur supplé-

mentaire 3, qui n'est nécessaire que dans le cas d'un différentiel dont le couple de blocage est réglable en continu; les organes de réglage peuvent être fixés par bride sur les groupes, y être intégrés partiellement ou totalement ou être disposés au moins partiellement à

leur extérieur et leur être reliés mécaniquement, hy-

drauliquement, pneumatiquement ou électriquement.

L'appareil de commande 16 représenté sur la figure 2 constitue, avec ses grandeurs d'entrée et de sortie, une configuration maximale pour laquelle, en

plus de l'organe de réglage 14 de l'accouplement longi-

tudinal 7, l'organe de réglage 13 du différentiel transversal 6 et l'organe de réglage 15 du différentiel 8 sont commandés. Parmi les capteurs connectés, un certain nombre est déjà suffisant pour assurer un bon

fonctionnement du dispositif.

On suppose ici que les organes de réglage ont un fonctionnement linéaire et comportent éventuellement des circuits de réglage en cascade. Bien entendu, les organes de réglage peuvent aussi être réalisés dans l'appareil de commande 16. On n'a pas représenté ici

des réinjections éventuelles des valeurs mesurées.

De toutes façons, il faut plutôt considérer les liai-

sons entre blocs fonctionnels représentées sur les figures comme des lignes d'action. L'appareil de commande 16 y est réalisé, de

préférence, sur la base d'un système de microcalcula-

teur. La structure de l'appareil de commande correspond à une configuration de processeur courant avec une unité centrale, des mémoires volatiles et non-volatiles (mémoires à accès aléatoires ou RAM et mémoires mortes ou ROM), des composants d'entrée et de sortie, des compteurs de temps, etc.; par suite, on n'entrera pas

davantage dans les détails de la structure.

En outre, un dispositif d'affichage 17 est relié à l'appareil de commande 16; il est placé dans la zone du tableau de bord du véhicule et donne à un conducteur des informations sur un état instantané du dispositif, par exemple quel différentiel est bloqué

dans quel pourcentage, et selon quel pourcentage l'ac-

couplement longitudinal transmet le couple moteur à l'essieu avant; des pannes éventuelles du dispositif

peuvent aussi être affichées.

Une unité de réglage 18 délivrant une grandeur de commande x permet une action intentionnelle sur le

processus de commande, en partie de la part du conduc-

teur et en partie de la part du personnel d'entretien.

Le conducteur doit pouvoir, par exemple, choisir cer-

tains processus de commande en fonction d'un certain état de la route; lorsque le véhicule est bloqué dans la neige ou sur un sol meuble, il peut être judicieux, par exemple, d'établir une transmission rigide à l'essieu moteur supplémentaire et éventuellement un

blocage complet des différentiels. Une détection par cap-

teurs éventuelle d'un coefficient d'adhérence entre les roues et une chaussée peut aussi être rattachée à

l'unité de réglage 18.

L'expression "par capteurs" et les expressions analogues ne se rapportent pas forcément seulement à la détection exclusive éventuelle d'une grandeur mesurée ou

à la conversion de la grandeur mesurée en une autre gran-

deur physique, mais elles peuvent aussi englober un

traitement ou un prétraitement d'une ou plusieurs gran-

deurs captées.

Pour calculer la puissance prescrite Ps (deman-

dée de façon interne), l'appareil de commande 16 reçoit d'un compte-tours 19 un signal de vitesse de rotation

du moteur nm et un signal de position pédale d'accélé-

rateur y d'un transducteur de position de pédale d'ac-

célérateur 20 ou un signal d'angle de papillon des gaz a d'un transmetteur d'angle de papillon des gaz 21 et, dans le cas d'un moteur à suralimentation, un signal de pression d'admission pm d'un transmetteur de pression

d'admission 22 et un signal de température d'air d'ali-

mentation T1 d'un transmetteur de température d'air de

charge 23.

On ne prévoit pas, dans les versions de base,

de capter un angle de braquage au moyen d'un transmet-

teur d'angles de braquage 24, car l'appareil de com-

mande garantit un comportement routier remarquable,

même sans signal d'angle de bragage e; il n'est néces-

saire que pour obtenir un raffinement final et il n'y

a lieu de le mentionner que pour être complet.

Des transmetteurs 25 et 26 correspondant aux

roues 9 et 10 et des transmetteurs 27 et 28 correspon-

dant aux roues 11 et 12, l'unité de commande 16 reçoit des signaux vfz, vfr, vrl et vrr qui correspondent aux vitesses de ces roues sont mis sur l'essieu moteur

auxiliaire 3 et l'essieu moteur principal 2.

Ces signaux sont également nécessaires pour

un appareil de commande d'un système de freinage anti-

blocage (ABS), de sorte qu'ils peuvent aussi être captés en commun dans le cas de véhicules équipés d'un tel système, c'est-à-dire qu'ils sont captés par l'un des deux systèmes et mis à la disposition de l'autre. On prévoit, sur l'appareil de commande 16, un système de bus externe 29 par l'intermédiaire duquel l'appareil de commande peut communiquer avec d'autres systèmes de calculateurs numériques utilisés dans le

véhicule à des fins de commande, de mesure et d'infor-

mation, par exemple un appareil de commande d'ABS ou un calculateur de gestion du fonctionnement du moteur

(système électronique numérique par moteurs).

Le système peut, en outre, recevoir un signal de retard -b de l'appareil de commande d'ABS ou d'un contacteur de feux de frein 30, sur quoi l'appareil de commande 16 réduit, dans un véhicule pourvu d'un ABS,

au moins le réglage de l'organe de réglage 14 de l'ac-

couplement longitudinal 7 suffisamment pour que l'ABS puisse détecter à coup sar la survenance d'un glissement de freinage et puisse exercer une intervention de réglage

dosant la puissance de freinage.

Dans le cas des véhicules sans ABS, il peut être également judicieux de pousser à fond le réglage des organes de réglage 13 à 15 lors du freinage, pour

éviter le blocage individuel des roues ou des essieux.

On peut, en outre, relier à l'appareil de commande 16 des transmetteurs de pression 31, 32 et 33

qui délivrent des signaux selon les pressions de com-

mande pq, pl, pd présentes à la sortie des organes de réglage 13 à 15, à des fins de régulation, de contrôle

ou d'affichage.

Le schéma-blocs de la figure 3 illustre un procédé de commande destiné à attaquer l'accouplement

longitudinal 7 conformément au premier aspect de l'invention.

Dans ce cadre, on détermine, au moyen d'un ensemble de caractéristiques d'angle de papillon des gaz-vitesse de rotation (bloc 34), à partir du signal de nombre de tours nm et du signal d'angle de papillon des gaz a ou du signal de position de pédale d'accélérateur y,

une puissance prescrite Ps prédéterminée par le conduc-

teur, pour un régime de rotation du moteur instantané.

Dans le cas de moteurs pourvus, par exemple, de turbo-

compresseurs à suralimentation, on fournit en plus à l'ensemble de caractéristiques 34 un signal de pression d'alimentation pm et un signal de température d'air d'alimentation T1. Dans le cas d'un véhicule pourvu d'un système électronique numérique pour moteur destiné à commander l'allumage et l'injection, il peut déjà en général en être prélevé un signal selon la valeur absolue

de la puissance prescrite IPs!.

En prenant la moyenne pondérée par une cons-

tante cl (bloc 35), on détermine, à partir des signaux de vitesse des roues vf: et vfr, une vitesse vf des roues sur l'essieu moteur supplémentaire correspondant à la vitesse de marche. A partir de celle-ci et de la puissance prescrite Ps ou de sa valeur absolue, on détermine, au moyen d'une seconde fonction f2 (Ps, vf) (bloc 36), que l'on expliquera avec davantage de détails plus bas à l'aide d'un diagramme, la valeur absolue d'une force de traction prescrite IFzst. Celle-ci est combinée, par multiplication (bloc 37), avec un facteur de répartition df, en une force de traction Fzf de

l'essieu moteur supplémentaire et, au moyen d'une pre-

mière fonction fl (Fzf, r, pi') (bloc 38), elle est convertie en une grandeur de commande pl d'attaque de

l'organe de réglage 14 de l'accouplement longitudinal.

Le bloc 38 représentant la première fonction peut encore être attaqué par d'autres grandeurs, par exemple par la grandeur de commande r de l'unité de réglage 18 et/ou une valeur de commande pi', mais qui peut ici être annulée et que l'on décrira davantage plus loin. Dans le cas le plus simple, la première fonction fl (Fzf, r, pl') (bloc 38) consiste en une conversion constante de l'une de ses grandeurs d'entrée en la grandeur de sortie (grandeur de commande) pl, mais ce peut aussi être une addition pondérée des grandeurs d'entrée ou une sélection de valeur maximale pondérée

parmi elles.

Le facteur de répartition df est déterminé au moyen d'un premier ensemble de caractéristiques (bloc 39), à partir de la valeur absolue de la force de traction prescrite IFZsl exclusivement ou avec la grandeur de commande r, ou bien à partir de la puissance prescrite

Ps et de la vitesse vf et/ou de la grandeur de commande r.

Il va sans dire que l'expression d'"ensemble de carac-

téristiques" doit être considérée comme un terme géné-

rique pour une liaison fonctionnelle numérisée (c'est-à-

dire saisie en des points fixes) mémorisée dans une zone de mémoire, qui peut être, dans le cas le plus simple, une constante, ainsi qu'une caractéristique ou une caractéristique variable dépendant d'un ou plusieurs paramètres, ou même un ensemble de caractéristiques

multidimensionnel dépendant de plusieurs grandeurs ca-

ractéristiques, en quantifiant ou en interposant chaque fois que des valeurs sont comprises entre les points fixes. Il y a lieu de mentionner que, dans le cas d'une valeur absolue de la force de traction prescrite iFzsI multipliée par une valeur constante df, le dispositif ressemble à une bolte transfert ou boîte de vitesses intermédiaire avec une répartition fixe du couple moteur sur les essieux entraînés (simulation d'une botte de vitesses intermédiaire mécanique par un agencement électromécanique comportant un accouplement réglable). Si l'on détermine le facteur de répartition df au moyen du premier ensemble de caractéristiques 39 exclusivement à partir d'une variable indépendante (la valeur absolue de la force de traction prescrite IFzslI), une caractéristique qui est constante ou (linéairement) croissante ou qui présente une valeur des variables dépendantes constante, correspondant à une valeur de base df min pour de petites valeurs des variables indépendantes, une valeur croissante pour des valeurs supérieures des variables indépendantes et, pour des valeurs encore supérieures des variables indépendantes, de nouveau une valeur constante des variables dépendantes, correspondant à une valeur

maximale df max, s'avère favorable.

Lorsqu'on utilise la puissance prescrite Ps et la vitesse vf comme grandeurs d'entrée, un ensemble

de caractéristiques qui présente, pour de faibles va-

leurs de la valeur absolue de Ps et de vf, d'abord une valeur constante correspondant à une valeur de base df rAin, pour des valeurs supérieures de IPsi et IvfI une valeur croissante et, pour des valeurs encore supérieures de IPsi et -vfI une valeur correspondant à la valeur maximale df max, du facteur de répartition df,

s'avère approprié.

Dans le cas o l'on traite en plus, en même temps, la grandeur de commande r, une caractéristique (ou un ensemble de caractéristiques) du premier ensemble de caractéristiques 39 peut varier en fonction de r, en ce qui concerne sa forme, sa valeur de base df min,

sa croissance ou sa valeur maximale df max.

La Figure 4 représente un autre procédé de

commande autonome, permettant de commander l'accouple-

ment longitudinal 7 selon un second aspect de l'inven-

tion, mais qui peut judicieusement être combiné avec le procédé de commande conforme au troisième aspect,

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comme on l'expliquera avec davantage de détails avec la figure 5. Le bloc 35 correspondant à la formation de la

valeur moyenne pour obtenir vf et le bloc 38 correspon-

dant à la première fonction, correspondent aux fonctions décrites en regard de la figure 3, avec pour limitation que ce sont maintenant les grandeurs d'entrée Fzf du bloc 38 correspondant à la première fonction, qui sont annulées et que celui-ci reçoit la valeur de commande pl'. Au moyen d'un bloc 40 de formation de valeur moyenne pondérée par une constante c2, on détermine, à partir des signaux de vitesse de roues vrl et vrr, une

vitesse vr des roues situées sur l'essieu moteur princi-

pal 2. A partir de différence (bloc 41) pondérée par une constante c3 entre les vitesses vf et vr de l'essieu moteur supplémentaire et de l'essieu moteur principal, on obtient une différence de vitesses de rotation Anl

sur un arbre d'entrée et un arbre de sortie de l'accou-

plement longitudinal, qui est combinée par élévation à une puissance, de préférence élévation au carré (bloc 42) et multiplication (bloc 43) par un facteur kl, en la

valeur de commande pl'.

Le facteur kl peut être choisi constant ou bien calculé au moyen d'un second ensemble de caractéristiques

(bloc 44) à partir de vf et/ou du signal d'angle de bra-

quage e.

Dans le cas d'un facteur kl constant, l'attaque

de l'accouplement longitudinal correspond à une régula-

tion centrifuge de la différence de vitesses de rotation

Anl sur l'accouplement longitudinal (patinage).

Si l'on détermine kl exclusivement à partir de la vitesse vf, le second ensemble de caractéristiques

comprend une caractéristique qui crott avec l'augmenta-

tion de la valeur absolue de la vitesse IvfI. Si l'on contrôle aussi, en même temps, le signal d'angle de braquage e, la grandeur de sortie kl du second réseau de caractéristiques diminue relativement fortement pour

un module croissant de l'angle de braquage, pour per-

mettre une bonne dirigeabilité du véhicule.

La figure 5 représente une combinaison des procédés de commande des figures 3 et 4, ou de leurs grandeurs de sortie Fzf et pl' et de leur traitement

commun, éventuellement encore avec la grandeur de com-

mande r, au moyen de la première fonction fl (Fzf, r, pl')

(bloc 38).

Le procédé de commande de la figure 4 constitue, dans ce cadre, une "protection contre les dépassements de régime" (limitation du patinage Anl) et il est, par suite, extrêmement judicieux et en combinaison, encore plus efficace pour obtenir un bon comportement routier

que l'un des procédés isolément.

On a représenté également des extensions du

premier procédé de commande de la figure 3, pour aug-

menter encore l'influence sur le premier ensemble de caractéristiques au moyen d'un excès de puissance AP (bloc fonctionnel 45, df augmente avec le module de AP), et/ou du signal d'angle de braquage e (lorsque l'angle de braquage augmente, df diminue relativement fortement); l'excès de puissance AP est alors calculé à partir de la différence (bloc 46) entre la puissance prescrite Ps

et une puissance de résistance au roulement Pv détermi-

née au moyen d'une caractéristique de résistance au roulement (bloc 47) à partir de la vitesse vf des roues

sur l'essieu moteur supplémentaire.

On a également représenté des blocs fonction-

nels 48 et 49 d'attaque d'un différentiel transversal 6 de l'essieu moteur principal 2 à blocage réglable en

continu et d'un différentiel 8 de l'essieu moteur sup-

plémentaire 3 à blocage réglable en continu.

Le déroulement du processus de détermination d'une grandeur de commande de couple de blocage mq pour attaquer le différentiel transversal 6 et d'une grandeur de commande de couple de blocage mqf pour attaquer le

différentiel 8 est largement identique à celui permet-

tant de déterminer la valeur de commande pl'; bien

entendu, les ensembles de caractéristiques correspon-

dants et les grandeurs caractéristiques correspondantes doivent être adaptés autrement, notamment également à

des caractéristiques spécifiques du véhicule.

D'une différence (blocs 50 et respectivement 51) des signaux de vitesses de roues vrl et vrr sur l'essieu moteur principal, respectivement vfl et vfr sur l'essieu moteur supplémentaire, pondérée par une constante c4, respectivement c5, il résulte une différence de vitesses de rotation Anq sur les arbres de sortie du différentiel transversal 6, respectivement Anqf sur les arbres de sortie du différentiel 8, qui peut être combinée par élévation à une puissance, de préférence par élévation au carré (blocs 52 et respectivement 53), et multiplia cation (blocs 54 et respectivement 55), par un facteur k2, respectivement k3, en les grandeurs de commande de

couple de blocage mq, respectivement mqf.

Les facteurs k2, respectivement k3 peuvent, dans ce cas, être de nouveau choisis constants, ou bien être déterminés au moyen d'un troisième ensemble de caractéristiques (bloc 56), respectivement d'un quatrième ensemble de caractéristiques (bloc 57), à partir de la différence de vitesses de rotation Anl sur l'arbre d'entrée et respectivement l'arbre de sortie de l'ac-

couplement longitudinal, et/ou de la puissance pres-

crite Ps et/ou de la vitesse vf des roues sur l'essieu

moteur supplémentaire et/ou du signal d'angle de braquage 8.

Dans ce cas, le facteur k2, respectivement k3, augmente avec les modules de la différence de vitesses de rotation Anl sur l'accouplement longitudinal, de la puissance prescrite ps et de la vitesse vf et diminue relativement fortement avec l'augmentation de la valeur de l'angle de braquage, notamment sur l'essieu comportant les roues directrices. Le troisième ensemble de caractéristiques 56 et le quatrième ensemble de caractéristiques 57, ainsi que le nombre et le choix des grandeurs d'entrée,

* peuvent, dans ce cas, être différents.

Les constantes cl à c5 de la première fonction (bloc 38) et de la seconde fonction (bloc 36), et les ensembles de caractéristiques, du premier au quatrième, sont indiqués uniquement de façon générale, car ils nécessitent une adaptation variable à chaque type de véhicule envisagé. Dans ce cadre, les constantes cl à c5 sont fixées dans chaque cas par les diamètres des roues et les rapports de transmission. Il est, par

contre, peu judicieux d'indiquer un exemple d'établis-

sement des fonctions et des ensembles de caractéristiques, c'est pourquoi, on s'est contenté de donner des lignes directrices permettant de les adapter sans problèmes

aux différents véhicules.

On se contentera d'examiner avec davantage de détails la seconde fonction f2 (Ps, vf) (bloc 36) permettant de déterminer le module (la valeur absolue) de la force de traction prescrite JFzsI à partir de la puissance prescrite Ps et de la vitesse vf des roues sur l'essieu moteur supplémentaire, et de l'expliquer sur

un diagramme vitesse-force de traction selon la figure 6.

D'un point de vue purement mathématique, on calcule la force de traction prescrite Fzs par division

de la puissance prescrite Ps par la vitesse vf.

Lorsque la vitesse vf tend vers zéro, la force de traction prescrite Fzs tend cependant vers l'infini, ce qui n'est pas plausible, pour une attribution de valeur prescrite, pour des raisons physiques (la force de traction maximale est limitée par la limite de frottement statique entre la roue et la route). En outre, la division par zéro résultant de vf = O n'est pas permise par le calcul et entraîne, en général, une

interruption des programmes.

Dans le diagramme vitesse-force de traction, on a représenté les caractéristiques vitesse-force de traction pour les rapports 1 à 5 (58 à 62) d'un essieu

moteur supplémentaire de véhicule automobile, qui re-

présentent les forces de traction maximales possibles des roues situées sur l'essieu moteur supplémentaire d'un véhicule pour les différents rapports, pour des

vitesses vf correspondantes. La valeur maximale glo-

balement possible de la force de traction Fzf max des roues situées sur l'essieu moteur supplémentaire

est obtenue pour une vitesse vf min sur la caractéris-

tique 58 du rapport 1. Une jonction verticale en tirets

d'une caractéristique à la suivante symbolise un chan-

gement de vitesse nécessaire lorsqu'on atteint un

régime de rotation maximum du moteur.

Les caractéristiques 63 à 69 indiquent une force de traction correspondant à une certaine puissance Ps = constante pour une vitesse vf déterminée. Elles sont hyperboliques, du fait que la force de traction est obtenue par division de la puissance prescrite Ps par la vitesse vf; la caractéristique 63 peut, par exemple, correspondre à une force de traction pour la puissance

maximale possible du moteur.

La caractéristique 65 constitue une enveloppe des caractéristiques vitesse-force de traction 56 à 62 et peut, par suite, être considérée comme représentant la face de traction maximale possible Fzf max des roues

situées sur l'essieu moteur supplémentaire.

Le calcul de la force de traction prescrite Fzs par la division de la puissance prescrite Ps par la vitesse vf n'est cependant plus judicieux pour des

valeurs de vitesses inférieures à vf min, pour les rai-

sons précitées, de sorte qu'il vaut mieux délivrer une valeur constante, dépendant seulement de la puissance prescrite, comme valeur de sortie de la seconde fonction (bloc 36), en particulier lorsque le facteur de réparti- tion df n'est calculé qu'à partir du module de la force de traction prescrite IFzsI, exclusivement. Il convient de limiter la valeur de sortie de la seconde fonction f2 (Ps, vf) à une valeur Fzs max, qui correspond à la valeur maximale possible de la force de traction Fzf max des roues sur l'essieu moteur supplémentaire, pour une

valeur maximale du facteur de répartition df max.

Ces deux faits se traduisent par les parties infléchies (d'allure horizontale) des caractéristiques 65 à 69 pour la force de traction Fzf des roues situées sur

l'essieu moteur supplémentaire pour Ps = constante.

Dans d'autres cas, il apparaîtrait à la sortie de la multiplication (bloc 37) une valeur maximale de la force de traction Fzf de l'essieu moteur supplémentaire qui produirait une transmission rigide à l'essieu avant,

de sorte qu'en fin de compte, on ne pourrait pratique-

ment plus-braquer au démarrage ou au cours de manoeuvres.

Bien entendu, le dispositif selon l'invention convient aussi pour attaquer une boite de vitesses intermédiaire (boîte transfert) ou un différentiel intermédiaire entre essieux à blocage réglable en continu par la valeur de commande pl, en particulier au moyen de l'agencement conforme au second aspect de l'invention. On calcule, en général, la valeur absolue de la force de traction prescrite jFzsl, le facteur de répartition df, le premier facteur kl, le second facteur k2 et le troisième facteur k3, ainsi que la puissance de résistance au roulement Pv, à partir de la vitesse de marche. Du fait qu'assurément il doit survenir plus rarement du patinage sur l'essieu moteur supplémentaire que sur l'essieu moteur principal, on peut égaler la vitesse de marche à la vitesse des roues situées sur l'essieu moteur supplémentaire. Cela n'exclut cependant pas qu'on puisse aussi déterminer la vitesse de marche par d'autres moyens, par exemple au moyen de capteurs de mesure sans contact direct ou par calcul de la moyenne des vitesses de toutes les roues. On peut également contrôler la plausabilité de la valeur au cours du processus de calcul et également l'estimer ou

la corriger, dans le cas o l'on trouve des valeurs non-

plausibles.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif de commande de la transmission de la force motrice aux essieux d'un véhicule automobile aux quatre roues motrices, comportant un essieu moteur principal pourvu d'un différentiel transversal et un essieu moteur supplémentaire entraîné par l'intermédiaire d'un accouplement longitudinal pouvant être commandé en continu au moyen d'un organe de réglage, caractérisé en ce qu'un appareil de commande (16) pourvu, de préférence, d'un microcalculateur, reçoit des signaux d'entrée d'un compte-tours (19), d'un transmetteur de position de la pédale d'accélérateur (20) ou d'un transmetteur de l'angle du papillon des gaz (21) et/ou d'un transmetteur de la pression d'admission (22) et/ou d'un transmetteur de

température d'air d'admission (23) et/ou d'un transmet-

teur d'angle de braquage (24) et d'une unité de réglage (18), ainsi que de transmetteurs (25 à 28) qui délivrent des signaux d'entrée selon les vitesses des roues (9 à 12) situées sur l'essieu moteur principal (2) et l'essieu moteur supplémentaire (3), et engendre une grandeur de commande (pl) devant attaquer l'organe de réglage (14) de l'accouplement longitudinal (7), de façon qu'elle dépende, selon une première fonction (fl(Fzf, r, pl')) (38) au moins de la force de traction (Fzf) des roues situées sur l'essieu moteur supplémentaire (3), la force de traction (Fzf) des roues situées sur l'essieu moteur supplémentaire (3) étant déterminée en combinant par multiplication (37) la valeur absolue prescrite d'une force de traction (IFzsl) de toutes les roues, déterminée à partir de la puissance prescrite (Ps) et de la vitesse de marche (vf) au moyen d'une seconde fonction (f2(Ps, vf) (36), avec un facteur de répartition (df) calculé à partir de la valeur absolue de la force de traction (IFzsl) et/ou indirectement ou directement à partir de l'un au moins des signaux d'entrée, au moyen

d'un premier ensemble de caractéristiques (39).

2. Dispositif de commande de la transmission de la force motrice aux essieux d'un véhicule automobile aux quatre roues motrices, comportant un essieu moteur principal pourvu d'un différentiel transversal et un essieu moteur supplémentaire entraîné par l'intermé-

diaire d'un accouplement longitudinal pouvant être com-

mandé en continu au moyen d'un organe de réglage, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un appareil de

commande (16), pourvu, de préférence, d'un microcalcu-

lateur, reçoit des signaux d'entrée d'un compte-tours (19), d'un transmetteur de la position de la pédale d'accélérateur (20) ou d'un transmetteur de l'angle du papillon des gaz (21) et/ou d'un transmetteur de pression

d'alimentation (22) et/ou d'un transmetteur de la tempé-.

rature de l'air d'alimentation (23) et/ou d'un transmet-

teur d'angle de braquage (24) et d'une unité de réglage (18), ainsi que de transmetteurs (25 à 28) qui délivrent

des signaux d'entrée selon les vitesses des roues si-

tuées sur l'essieu moteur principal (2) et sur l'essieu moteur supplémentaire (3), et produit une grandeur de commande (pl) pour attaquer l'organe de réglage (14) de l'accouplement longitudinal, de façon qu'elle dépende, selon une première fonction(fl(Fzf,r,pl')) (38) d'au moins une valeur de commande (pl'), qui correspond à une puissance (43, 42) affectée d'un facteur (kl) d'une différence de vitesses de rotation {Anl) sur un arbre

d'entrée et un arbre de sortie de l'accouplement longi-

tudinal (7).

3. Dispositif selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que le facteur de répartition (df), déterminé à partir du premier ensemble de caractéristiques (39), dépend en plus d'un excès de puissance (AP) qui résulte d'une différence (46) entre la puissance prescrite (Ps)

et une puissance de résistance au roulement (Pv) déter-

minée à partir de la vitesse de marche (vf) au moyen d'une caractéristique de résistance au roulement (47), et en ce que le facteur de répartition (df) augmente

lorsque l'excès de puissance augmente.

4. Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 3, caractérisé en ce que la première fonc-

tion (fl(Fzf, r, pl')) (38) consiste en une somme pon-

dérée de la force de traction (Fzf) de l'essieu moteur supplémentaire (3) et/ou de la valeur de commande (pl') et/ou d'une grandeur de commande (r) de l'unité de

réglage (18).

5. Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 3, caractérisé en ce que la première fonc-

tion (fl (Fzf,r,pl')) (38) consiste en une sélection de valeur maximale parmi la force de traction (Fzf) et/ou

la valeur de commande (pl') et/ou une grandeur de com-

mande (r) de l'unité de réglage (18).

6. Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 5, caractérisé en ce que la première fonc-

tion (fl (Fzf,r,pl')) (38) consiste en une sortie prio-

ritaire supplémentaire d'au moins une valeur de base pouvant être déterminée par l'unité de réglage (18) ou d'une valeur maximale (transmission complète à

l'essieu moteur supplémentaire (3)).

7. Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications 1 et 3 à 6, caractérisé en ce que la seconde fonction (f2 (Ps, vf)) (36) consiste, pour des vitesses de marche (vf) dont la valeur absolue est supérieure à une vitesse (vfmin), en une division d'une puissence prescrite instantanée (Ps) par la vitesse de marche instantanée (vf) et, pour des vitesses de marche (vf) dont la valeur absolue est inférieure à une vitesse (vfmin), en une division de la puissance prescrite instantanée (Ps) par la vitesse (vfmin), la valeur de sortie de la seconde fonction (f2 (Ps,vf)) (36) étant

limitée, dans les deux cas, à une valeur maximale (Fzsmax).

8. Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications 1 et 3 à 7, caractérisé en ce que le premier

ensemble de caractéristiques (39) présente comme va-

riable dépendante, pour une valeur de puissance pres-

crite (Ps) et/ou une vitesse de marche (vf) et/ou une valeur absolue de la force de traction prescrite (IFzsl) presque nulle(s), un facteur de répartition (dfmin)

correspondant à une valeur de base, pour une augmenta-

tion de la valeur absolue de chacune des variables indé-

pendantes, un facteur de répartition qui augmente d'abord et, pour des valeurs encore supérieures des variables

indépendantes, un facteur de répartition (dfmax) cor-

respondant à une valeur maximale.

9. Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications 1 et 3 à 8, caractérisé en ce que le premier

ensemble de caractéristiques (39) subit en plus l'in-

fluence de l'unité de réglage (18) et qu'en fonction de celle-ci, la forme et/ou la valeur de base et/ou la

croissance et/ou la valeur maximale, sont modifiées.

10. Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications 1 et 3 à 7, caractérisé en ce que le premier

ensemble de caractéristiques (39) se compose de carac-

téristiques dont la variable indépendante est la valeur absolue de la force de traction prescrite (IFzsl) et dont la variable dépendante est le facteur de répartition

(df), et qui, lorsque la variable indépendante est cons-

tante ou augmente linéairement, ou pour de faibles va-

leurs de la variable indépendante, sont d'abord cons-

tantes selon une valeur de base (df min)de la variable

dépendante, et sont croissantes pour des valeurs supé-

rieures et, pour des valeurs encore supérieures de la variable indépendante, sont de nouveau constantes selon une valeur maximale (df max) de la variable dépendante,

et en ce que les caractéristiques peuvent être sélec-

tionnées ou modifiées en ce qui concerne leur forme,

leur valeur de base, leur croissance, leur valeur maxi-

male et la valeur absolue, en fonction de l'unité de

réglage (18).

11. Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications 8 à 10, caractérisé en ce que la valeur (df max) correspond à des conditions de répartition stationnaire

de la charge des essieux.

12. Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 11, caractérisé en ce que le premier fac-

teur (kl) est déterminé, au moyen d'un second ensemble de caractéristiques (44), à partir de la vitesse de marche (vf) et/ou de la puissance prescrite (Ps) et/ou du signal de braquage (<), et en ce que le facteur (kl) augmente, lorsque la valeur absolue de la vitesse (Ivfl) et de la puissance prescrite (IPsi) augmente, et diminue lorsque

la valeur absolue du signal de braquage (|el) augmente.

13. Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 12 caractérisé en ce que l'effet de blocage du différentiel transversal (6) est réglable en continu, et en ce que l'appareil de commande (16) augmente une

grandeur de commande-de couple de blocage (mq) du diffé-

rentiel transversal (6) de telle façon qu'elle correspond au carré de la différence de vitesse de rotation (Anq), muni d'un second facteur (k2), sur les arbres de sortie

du différentiel transversal (6).

14. Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 13, caractérisé en ce que l'essieu moteur

supplémentaire (3) comporte un différentiel à autoblocage.

15. Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 13, caractérisé en ce que l'essieu moteur supplémentaire (3) comporte également un différentiel (8) dont l'effet de blocage peut être réglé en continu, et en ce que l'appareil de commande (16) commande une grandeur de commande de couple de blocage (mqf) du différentiel (8) de telle façon qu'elle correspond à une puissance (55, 53) munie d'un troisième facteur (k3), d'une différence de vitesses de rotation (Anqf) sur les

arbres de sortie du différentiel (8).

16. Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 15, caractérisé en ce que le second fac-

teur (k2) est déterminé, au moyen d'un troisième en-

semble de caractéristiques (56), à partir de la diffé-

rence de vitesses de rotation (Anl) sur l'accouplement longitudinal (7) et/ou de la vitesse de marche (vf) et/ou

de la puissance prescrite (Ps) et/ou du signal de bra-

quage (8), et en ce que le facteur (k2) augmente pour des valeurs absolues croissantes de la différence de vitesses de rotation (IAnll),de la vitesse de marche (<vfl) et de la puissance prescrite (IPsl), et diminue pour des valeurs absolues croissantes du signal de

braquage (1 e 1). -

17. Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 16, caractérisé en ce que le troisième facteur (k3) est déterminé, au moyen d'un auatrième ensemble de caractéristiques (57), à partir de la

différence de vitesses de rotation (Anl), sur l'accou-

plement longitudinal et/ou de la vitesse de marche (vf) et/ou de la puissance prescrite (Ps) et/ou du signal de braquage (G), et en ce que le facteur (k3) augmente pour des valeurs absolues croissantes de la différence de vitesses de rotation (IAnlI), de la vitesse de marche (IvfI) et de la puissance prescrite (IPsl), et diminue pour des valeurs absolues croissantes de l'angle de

braquage (|eI).

18. Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 17, caractérisé en ce que le premier en-

semble de caractéristiques (39) subit l'influence d'un coefficient d'adhérence détecté par capteurs par l'unité

de réglage.

19. Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 18, caractérisé en ce que l'unité de réglage (18) délivre des grandeurs de commande (r) selon des réglages qui peuvent être en partie modifiés par un conducteur et en partie seulement par le person-

nel d'entretien.

20. Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 19, caractérisé en ce que l'appareil de commande (16) reçoit, dans le cas d'un véhicule équipé,

de façon connue en soi, d'un système de freinage anti-

blocage (ABS), de son unité de commande ou d'un contac-

teur de feux de frein (30), lors d'un freinage, un signal

(-b), et réduit au moins le réglage de l'organe de ré-

glage (14) de l'accouplement longitudinal (7) au moins dans une mesure telle que l'ABS puisse détecter à coup sûr la survenance d'un glissement de freinage et puisse exercer une intervention régulatrice sur le dosage

de la puissance de freinage.

21. Dispositif selon l'une quelconque des revendi-

cations 1 à 19, caractérisé ence que, lorsque survient un signal (-b) d'un contacteur de feux de frein (30) ou d'un transmetteur de ralentissement, l'appareil de commande (16) passe au maximum le réglage de l'organe de réglage (14) de l'accouplement longitudinal (7) et/ou le couple de blocage des différentiels (6, 8) de l'essieu

moteur principal (2) et/ou de l'essieu moteur supplémen-

taire (3).

22. Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 20, caractérisé en ce-qu'un dispositif de

visualisation (17) sur lequel est représenté l'état ac-

tuel du dispositif est présent dans un tableau de bord

du véhicule automobile.

23. Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 22, caractérisé en ce que l'appareil de commande (16) communique, par un système de bus (29),

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avec d'autres systèmes de calculateurs numériques uti-

lisés dans le véhicule à des fins de commande, de mesure

et de traitement des informations.

24. Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 23, caractérisé en ce que l'appareil de commande (16) est réalisé, au moins en partie, selon une

technologie matériel ou "hardware".

25. Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 24, caractérisé en ce que l'appareil de

commande (16) comprend une fonction de contrôle automa-

tique et contrôle constamment l'aptitude fonctionnelle!

du dispositif, et fait éventuellement passer le dispo-

sitif dans un état qui garantit la possibilité de con-

duite du véhicule et affiche éventuellement des défec-

tuosités sur le dispositif de visualisation.

26. Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 25, caractérisé en ce que le conducteur peut faire passer le dispositif, au moyen de l'unité de réglage (18), dans un état défini, indépendant de l'unité

de commande (16).

27. Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 26, caractérisé en ce que la grandeur de commande (pl) attaque une boite de vitesses intermédiaire

ou boite transfert réglable ou un différentiel intermé-

diaire dont l'effet de blocage est réglable en continu par un organe de réglage, par l'intermédiaire duquel

l'essieu moteur principal (2) et l'essieu moteur supplé-

mentaire (3) sont entratnés de façon connue en soi.

28. Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 27, caractérisé en ce que la vitesse de marche (vf) est déterminée à partir d'une valeur moyenne de la vitesse des roues situées sur l'essieu moteur supplémentaire.