FR2577485A1

FR2577485A1 - Dispositif d'enclenchement et de liberation automatiques des elements d'entrainement d'un vehicule automobile

Info

Publication number: FR2577485A1
Application number: FR8602016A
Authority: FR
Inventors: Rudolf Hornig; Peter Herges; Bernd Knoff; Karl-Heinz Richter; Karl-Heinz Buchle; Henning Wallentowitz
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1985-02-16
Filing date: 1986-02-14
Publication date: 1986-08-22
Anticipated expiration: 2006-02-14
Also published as: GB8603566D0; JPS61229620A; DE3505455C2; GB2172863B; SE8600118L; IT8647539A0; US4681185A; SE8600118D0; SE455778B; DE3505455A1; IT1190175B; JPH03245B2; GB2172863A; FR2577485B1

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF POUR L'ENCLENCHEMENT ET LA LIBERATION AUTOMATIQUES DE COMPOSANTS D'ENTRAINEMENT D'UN VEHICULE AUTOMOBILE, NOTAMMENT DU DISPOSITIF D'ENTRAINEMENT D'AU MOINS UN ESSIEU ETOU DE DISPOSITIFS DE BLOCAGE DES MECANISMES DISTRIBUTEURS OU DES DIFFERENTIELS 2, 3, 5, 7, COMPORTANT DES CAPTEURS 10, 11, 12, 13 DE VITESSES DE ROTATION DES ROUES ET DE L'ANGLE DE DIRECTION DU VEHICULE AINSI QU'UNE UNITE ELECTRONIQUE 14 QUI, EN FONCTION DE LA VITESSE DE MARCHE, DE L'ACCELERATION DU VEHICULE, DU PATINAGE DES ROUES ET DU COMPORTEMENT DE MOUVEMENT DU VEHICULE EN FONCTION DE L'ANGLE DE DIRECTION, ENCLENCHE INDIVIDUELLEMENT, SIMULTANEMENT OU DANS UNE SEQUENCE DETERMINEE LES COMPOSANTS D'ENTRAINEMENT ET QUI COMPORTE UNE UNITE ELECTRONIQUE D'ADAPTATION AGISSANT SUR LES VITESSES DES ROUES ET L'ANGLE DE DIRECTION; CE DISPOSITIF PRESENTE L'AVANTAGE, DANS DE NOMBREUSES SITUATIONS, D'ENCLENCHER LES COMPOSANTS D'ENTRAINEMENT NECESSAIRES AUTOMATIQUEMENT EN FONCTION DE VALEURS LIMITES OU DE TOLERANCES ETROITES.

Description

-1- La présente invention concerne un dispositif pour l'enclenchement et

la libération automatiques des composants d'entraînement d'un véhicule automobile comportant un essieu mené, notamment de l'entraînement d'au moins un autre essieu et/ou de dispositifs de blocage de mécanismes distributeurs ou différentiels, comportant des capteurs des vitesses de rotation des roues et/ou des axes d'entraînement des mécanismes et de l'angle de direction du véhicule, ainsi qu'une unité électronique qui produit un signal de commande quand une valeur associée aux vitesses de rotation des roues

dépasse une valeur limite associée à l'angle de direc-

tion. Un dispositif de ce genre est connu d'après la demande de brevet allemand DE-OS 32 25 459. Dans ce dispositif connu, on passe automatiquement, pendant un temps déterminé, d'un mode d'entraînement à deux roues motrices à un mode d'entraînement à quatre roues motrices, quand la différence entre un "degré réel de patinage" calculé d'après la vitesse de rotation des roues et un "degré théorique de patinage" associé à

l'angle de direction dépasse un seuil prédéterminé.

Dans des virages serrés, c'est-à-dire dans le cas d'un grand "degré théorique de patinage", on opère alors avec un entraînement à deux roues motrices, pour éviter

ce qu'on appelle le "freinage sur angle réduit".

Cependant, il s'agit de moyens simples qui ne suffisent pas pour obtenir en pratique de bonnes conditions de marche et un dispositif de ce genre semble trop coûteux pour une application générale. Précisément, dans des virages serrés, un entraînement toutes-roues peut être particulièrement avantageux mais cependant justement

dans ce cas, il est désactivé avec le dispositif connu.

-2-

On peut également aboutir à des interpréta-

tions erronées lorsque le "degré théorique de patinage" est seulement dérivé de l'angle de direction car il est également possible que le véhicule patine en ligne droite avec des roues braquées ou bien décrive une courbe avec des roues non braquées. En outre, il est impossible avec le dispositif connu de choisir les valeurs de seuil d'enclenchement de l'entraînement quatre roues suffisamment basses pour pouvoir éviter des enclenchements inutiles car on doit tenir compte des tolérances résultant de différences de diamètres effectifs de roues par suite de différences de pressions des pneumatiques, de différences d'usure de profil, de variations de la charge, etc. L'avantage d'un entraînement toutes-roues par rapport à un entraînement deux-roues consiste en ce qu'il améliore la traction et augmente la stabilité de marche. Cependant, aussi bien dans le cas d'un

entraînement deux-roues que dans le cas d'un entraîne-

ment toutes-roues, le conducteur se base sur la limite d'adhérence physique pour enregistrer que la limite de stabilité a été dépassée. Cependant, dans la plupart des cas, il est trop tard pour exercer une action corrective. L'enclenchement des composants d'entraînement toutesroues existants (entraînement d'un autre essieu,

verrouillage des mécanismes de distribution ou des dif-

férentiels) est également avantageux lorsqu'on démarre à partir d'un arrêt, dans le cas d'une survitesse (accélération) des roues menées, ou d'une façon tout à fait générale, lorsque le comportement de mouvement

du véhicule a tendance à dépasser la limite de stabi-

lité. -3- Pour cette raison, l'invention a pour but de

créer un dispositif pour enclencher et libérer automa-

tiquement des composants d'entraînement d'un véhicule automobile et qui est en mesure, dans les cas précités, de produire les signaux de commande avec des valeurs ou domaines de tolérances aussi faibles que possible et d'effectuer les opérations d'enclenchement et de libération. Ce problème est résolu selon l'invention en ce que l'unité électronique assure l'enclenchement de l'autre dispositif d'entraînement et/ou des dispositifs de blocage, séparément ou simultanément, ou bien avec un décalage temporel dans une séquence déterminée, lorsque: a) la vitesse de marche n'a pas dépassé par excès une première valeur limite de.vitesse ou bien n'a pas dépassé par défaut une seconde valeur limite de vitesse inférieure et/ou b) l'accélération des roues d'un essieu mené ou du

véhicule est supérieure à une valeur limite d'accé-

lération, et/ou c) la valeur momentanée de patinage en traction ou en

poussée est supérieure à une valeur limite de pati-

nage associée à la vitesse de marche, et/ou

d) une grandeur caractérisant le comportement de mou-

vement du véhicule est supérieure à une valeur, ou en dehors d'une plage de valeurs, qui est associée à l'angle de direction et/ou à la vitesse de marche, -4- et elle assure sa (leur) libération, lorsque: e) la vitesse de marche a dépassé par excès la première valeur limite de vitesse et n'a pas dépassé par défaut la seconde valeur limite de vitesse, et/ou f) l'accélération des roues de l'essieu mené ou du

véhicule est inférieure à la valeur limite d'accé-

lération, et/ou g) la valeur momentanée de patinage en traction ou en

poussée est inférieure à la valeur limite de pati-

nage associée à la vitesse de marche ou bien à un des paramètres constitués par la vitesse de marche et la différence entre les vitesses de rotation des roues directrices, et/ou

h) la grandeur caractérisant le comportement de mouve-

ment du véhicule est inférieure à la valeur, ou rentre dans la plage de valeurs, qui est associée à l'angle de direction et/ou à la vitesse de marche, ou i) dans le cas d'une vitesse de marche supérieure à la valeur limite de vitesse de marche, les freins sont actionnés,

et en ce qu'il est prévu un système électronique d'a-

daptation opérant de façon adaptative et qui règle l'unité électronique en relation avec des diamètres

différents des roues et l'angle de direction corres-

pondant à la marche en ligne droite.

Pour produire une traction maximale au démar-

rage, l'entrainement toutes-roues (enclenchement de -5-

tous les essieux moteur) est toujours enclenché en-

dessous d'une valeur limite, affectée par hystérésis,

de vitesse. La libération est effectuée lors du dépas-

sement de la valeur limite supérieure de vitesse, pour autant que l'accélération des roues d'un essieu mené

soit inférieure à une valeur limite prédéterminée.

Lorsque la vitesse de marche tombe en-dessous

de la valeur limite inférieure de vitesse, l'entraîne-

ment toutes-roues est à nouveau enclenché de façon à assurer la traction totale pour une phase d'accélération

suivante possible.

Dans la suite, les réalisations décrites con-

cernent des véhicules comportant un entraînement par essieu arrière et un entraînement enclenchable par essieu avant ainsi qu'un différentiel blocable central,

d'essieu arrière et d'essieu avant.

Pendant la marche, l'enclenchement des compo-

sants d'entraînement toutes-roues précités peut s'ef-

fectuer, entre autres, lorsque la valeur momentanée de patinage dépasse une valeur limite prédéterminée de patinage. A cet égard, il faut faire une différence entre un patinage en traction (la vitesse périphérique des roues menées est supérieure à la vitesse de marche)

et un patinage en poussée.

La valeur momentanée de patinage est déterminée d'une manière connue à partir des vitesses de rotation des roues tandis que la valeur limite de patinage, pour éviter les interprétations erronées précitées, n'est pas réduite de l'angle de volant comme grandeur

d'entrée, comme cela sera précisé de façon plus détail-

lée dans la suite, mais est associée à la vitesse de -6-

marche et, dans le cas d'un réenclenchement, addition-

nellement à la différence entre les vitesses de rotation

des roues avant.

L'enclenchement des composants d'entraînement toutes-roues peut également être effectué conformément à l'invention lorsque, au-dessus d'une seconde valeur

limite de vitesse, une grandeur caractérisant le com-

portement de mouvement du véhicule ne concorde pas avec une valeur ou une plage de valeurs associée à l'angle de direction et à la vitesse de marche. Cela est par exemple important lorsque le véhicule négocie sans accélération longitudinale un virage devenant plus serré.. Dans ce cas, le conducteur peut être surpris par le décrochage de l'arrière du véhicule car la valeur

limite de glissement ne doit pas encore être dépassée.

Le critère concernant l'angle de direction définit

l'état critique correctement dans ces conditions.

Pour pouvoir établir d'une façon aussi précise ou serrée que possible les valeurs limites et les plages de tolérances, il est avantageux de prévoir un système électronique d'adaptation opérant de façon adaptative, qui règle l'unité électronique en fonction de diamètres

différents de roues et de l'angle de direction corres-

pondant à la marche en ligne droite.

Selon d'autres particularités de l'invention: - dans un premier étage de commande, l'entraînement de l'autre essieu est enclenché; - dans un second étage de commande, l'entraînement de l'autre essieu et le verrou du mécanisme distributeur central sont enclenchés; -7- - dans un troisième étage de commande, l'entraînement

de l'autre essieu, le verrou du mécanisme distribu-

teur central et le verrou du différentiel de l'essieu non dirigé sont enclenchés; - dans un quatrième étage de commande, l'entraînement

des autres essieux, le verrou du mécanisme distribu-

teur central, le verrou du différentiel de l'essieu non dirigé et le verrou du différentiel de l'essieu dirigé sont enclenchés; - la valeur de patinage momentanée se compose de la somme de la différence, de signe correct, entre la vitesse de rotation moyenne des roues de l'essieu mené et de la vitesse de rotation moyenne des roues ou bien de la vitesse de rotation de la roue la plus

lente d'un essieu non mené et d'une valeur de correc-

tion; - la grandeur caractérisant le comportement de mouvement du véhicule est approximativement une grandeur de référence des vitesses de rotation des roues d'un essieu ou des vitesses de rotation moyenne des roues de deux essieux;

- la grandeur caractérisant le comportement de mouvement.

du véhicule est approximativement le rayon du virage négocié ou bien la courbure de la route; - la grandeur caractérisant le comportement de mouvement du véhicule est approximativement la vitesse angulaire de giration du véhicule qui est associée à la vitesse de marche; - la grandeur caractérisant le comportement de mouvement du véhicule est approximativement l'accélération transversale du véhicule associée à la vitesse de marche; - au moins une des valeurs de mesure momentanées passe dans un premier filtre temporel ayant une constante de temps déterminée; 8- - au moins une des valeurs de mesure momentanées passe dans un second filtre temporel ayant une constante de temps déterminée qui est supérieure à celle du premier filtre temporel; - au moins un des étages de commande est enclenché lorsqu'une valeur de mesure momentanée ayant passé dans le premier filtre temporel correspondant dépasse la valeur limite associée ou bien sort de la plage de valeurs associée; - au moins un des étages de commande enclenchés est libéré quand une valeur de mesure momentanée ayant passé dans le second filtre temporel associé tombe en-dessous de la valeur limite associée ou bien rentre dans la plage de valeurs associée; - un étage de commande supérieur peut être enclenché

seulement au bout d'un temps de stabilisation déter-

minée après introduction de la condition d'enclenche-

ment ou bien après qu'ait été atteinte la condition d'enclenchement d'un étage de commande; - un étage de commande inférieur peut être enclenché seulement au bout d'un temps d'arrêt déterminé après introduction de la condition de libération; - la plage de valeurs associée à l'angle de direction correspond à une plage de tolérance et à la différence entre l'angle de direction, exprimé par le rapport de

transmission de la direction et par un facteur fonc-

tion de la vitesse de marche, et la différence géo-

métrique, associée à cet angle de direction, entre les vitesses des roues de l'essieu dirigé; - le système électronique d'adaptation, fonctionnant de façon adaptative, assure l'adaptation entre les vitesses moyennes de rotation des roues de l'essieu

mené et de l'essieu dirigé de telle sorte que la va-

leur de patinage calculée décroisse vers zéro; -9- - le système électronique d'adaptation, fonctionnant de façon adaptative, assure l'adaptation des vitesses de rotation des roues de l'essieu dirigé de telle sorte que la différence entre les vitesses de rotation décroisse vers zéro; - le système électronique d'adaptation, fonctionnant de façon adaptative, assure l'adaptation de l'angle de rotation de manière qu'il décroisse vers zéro dans le cas d'une marche en ligne droite; l'adaptation à une vitesse déterminée-de réglage est effectuée seulement lorsque: a) la vitesse de marche est placée à l'intérieur d'une plage déterminée de valeurs, b) l'accélération du véhicule est inférieure à une valeur limite déterminée, c) l'angle de direction varie seulement dans une plage angulaire déterminée, et d) tous les entraînements et verrous pouvant être enclenchés sont libérés et les freins ne sont pas actionnés; - au moins un étage de commande est enclenché de façon non retardée lorsque la valeur momentanée de patinage

est supérieure à une valeur limite de patinage aug-

mentée et déterminée; - il est prévu un dispositif de mémorisation qui produit

un allongement du temps d'arrêt lorsqu'un nouvel en-

clenchement se produit pendant un intervalle de temps déterminé après la libération d'un étage de commande; - il est prévu un dispositif indicateur par lequel la

condition de commande des différents étages de com-

mande peut être affichée.

-10- D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de

la description, donnée à titre d'exemple non limitatif,

en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est un schéma montrant la structure méca- nique de l'entraînement toutes-roues et de l'unité électronique; la figure 2 est une représentation schématique montrant comment sont traitées les valeurs de mesure;

la figure 3 est une représentation graphique des-diffé-

rentes valeurs limites de patinage -

la figure 4 est une représentation graphique donnant la courbe de valeurs limites en fonction de l'angle de direction, et la figure 5 représente un schéma de fonctionnement du

dispositif à la façon d'un organigramme.

Sur la figure 1 est représentée schématiquement la structure mécanique de l'entraînement toutes-roues

auquel se rapporte l'exemple de réalisation. La puis-

sance d'entraînement produite dans un moteur à combus-

tion interne 1 est transmise aux roues arrière 4 et 5 par l'intermédiaire d'une boîte de vitesses 2 et d'un

différentiel blocable (différentiel d'essieu arrière 3).

La puissance d'entraînement peut également être trans-

mise par l'intermédiaire d'un mécanisme distributeur

blocable (différentiel central 6) à un autre différen-

tiel blocable (différentiel d'essieu avant 7) et ainsi aux roues avant directrices 8 et 9. Des capteurs de -11- vitesse de rotation 10, 11 et 12 sont montés sur les

roues avant et sur l'arbre de transmission du diffé-

rentiel d'essieu arrière, ces capteurs étant déjà prévus

quand le véhicule est équipé d'un système anti-blocage.

En outre, il est prévu un capteur d'angle de direction

13, qui détecte l'angle de rotation du volant, non re-

présenté. Les signaux des capteurs de vitesse de rota-

tion 10, 11 et 12 et du capteur d'angle de direction 13 sont appliqués à une unité électronique 14, qui reçoit également le signal du contacteur de feu de stop 15, de type connu, du véhicule. L'unité électronique 14 traite ces signaux afin de commander l'enclenchement du différentiel central 6, du dispositif de blocage de différentiel central 6a, du dispositif de blocage de différentiel d'essieu arrière 3a et du dispositif de

blocage de différentiel d'essieu avant 7a. Les condi-

tions correspondantes de commande sont affichées sur une unité d'affichage 16 prévue sur le tableau de bord

du véhicule.

Sur la figure 2, on a montré schématiquement le traitement des valeurs de mesure nécessaires à partir des signaux nL; nR; nH; Lw des trois capteurs de

vitesse de rotation et du capteur d'angle de direction.

Les quatre signaux passent initialement dans un circuit

électronique d'adaptation 17, opérant de façon adapta-

tive et qui effectue une adaptation, d'une part entre les roues de l'essieu avant et de l'essieu arrière et, d'autre part, entre les vitesses de rotation des roues avant de gauche et de droite ainsi qu'une adaptation de point de zéro du capteur d'angle de direction. Les

limites d'enclenchement et surtout les limites de libé-

ration de la commande toutes-roues doivent, pour obtenir un dispositif efficace, être réglées de la façon la plus -12-

étroite possible. Si on prend en considération l'impré-

cision mécanique, conditionnée par la construction, du capteur de vitesse de rotation 12 prévu sur l'arbre de transmission du différentiel d'essieu arrière 3 et si on y ajoute les valeurs éventuellement différentes du degré d'usure et de la pression de gonflage des pneumatiques des roues, avec en outre des pneumatiques différents ou bien des chaînes à neige, il est certain que la somme des tolérances précitées est supérieure

aux limites de fonctionnement d'une commande toutes-

roues. Une adaptation à la condition réelle dans le

cas d'une marche en ligne droite est alors très avan-

tageuse. L'adaptation est toujours effectuée quand la

vitesse de marche ne dépasse pas une valeur prédéter-

minée, de même que l'accélération du véhicule, quand

l'angle de direction ne varie que dans une plage angu-

laire déterminée et lorsque tous les entraînements et dispositifs de blocage enclenchables sont désactivés et lorsque les freins ne sont pas actionnés. Dans de telles hypothèses, on admet que le véhicule marche en ligne droite et que le patinage momentané en cours de marche est nul. Le facteur d'amplification de la vitesse de rotation de roue arrière obtenue nH est alors adapté

à une vitesse de réglage déterminée de manière qu'éga-

lement le patinage calculé tende vers zéro. Par la même méthode, la vitesse de rotation nR de la roue avant de droite est adaptée à la vitesse de rotation nL de la roue avant de gauche jusqu'à ce qu'il n'existe plus aucune différence de vitesse et qu'on atteigne le point de zéro de l'angle-de direction. Lors du stationnement du véhicule, les valeurs correctes obtenues en dernier

sont mémorisées.

-13-

Aux sorties du circuit électronique d'adapta-

tion 17 apparaissent les valeurs corrigées LW, NL, NR et NH. Dans un étage d'établissement de différence 18

est déterminée la différence DLR des vitesses de rota-

tion NL et NR des roues avant. Dans un calculateur de patinage 19, le patinage DK des roues arrière par rapport aux roues avant est calculé à partir des valeurs NL, NR et NH, d'après la formule: DK = NH - NL/2 - NR/2 + NH. f (DLR) (1) La valeur de correction f (DLR), ce qu'on appelle la "correction d'Ackermann", est établie à partir de l'écart entre la vitesse angulaire moyenne des roues avant et la vitesse angulaire moyenne des roues arrière en résultat d'une marche en virage, auquel cas les roues avant parcourent une plus grande distance que les roues arrière. Cela peut être représenté sous la

forme d'une fonction de DLR indépendante de la vitesse.

Les valeurs f (DLR), constituant une fonction de DLR, sont contenues dans une mémoire. La valeur de patinage

DK est une différence de vitesse de signe correct.

Lorsque, par exemple, l'étage de commande 2

qui sera défini dans la suite (enclenchement de l'en-

traînement de l'autre essieu et du dispositif de blo-

cage de différentiel central), le patinage calculé d'après la formule (1) ne diffère de zéro que par le terme f (DLR). Cela est alors obtenu lorsque, dans le cas d'un démarrage dans la neige ou dans le sable, les roues patinent d'un côté ou en croix. Dans ce cas, lorsque la valeur limite de patinage est dépassée, -14- l'étage de commande 3 (en addition le dispositif de

blocage de différentiel d'essieu arrière) est enclenché.

Le signe de ce terme DKFV est établi séparément

car cela montre si on a affaire à un patinage en trac-

tion ou à un patinage en poussée. La valeur de patinage DK est transmise par l'intermédiaire d'un premier filtre temporel F. Ce filtre comporte une première constante

de temps fixe. Le patinage filtré a été désigné par DKF.

La valeur de patinage DK est transmise en parallèle à celle-ci par l'intermédiaire d'un second filtre temporel FA ayant une seconde constante de temps supérieure et

elle a été désignée dans la suite par DKFA.

La vitesse de marche est déduite de la vitesse

de la roue avant tournant lentement. Celle-ci est obte-

nue dans un circuit de sélection 20. La vitesse de marche VF est égale à la vitesse périphérique de cette roue. L'accélération du véhicule est déduite de la vitesse de rotation moyenne des roues avant. Dans un

circuit de calcul 21 est établi le terme (NL + NR)/2.

Par l'intermédiaire d'un étage de différenciation 22 et d'un filtre F, on obtient alors l'accélération de

véhicule filtrée DNVF.

Un autre critère de commande est déduit de la corrélation entre l'angle de direction LW et l'écart

vers la gauche ou vers la droite DLR des roues avant.

A partir de ces deux grandeurs, on calcule d'après la formule: DLW = LW. c. k (v) - DLR (2) -15- la valeur de différence DLW de signe correct dans un calculateur d'angle de direction 23, cette grandeur étant considérée dans cet exemple de réalisation comme une grandeur caractérisant le comportement de mouvement du véhicule. A sa place, on peut faire intervenir par- exemple également l'accélération transversale ou bien

l'accélération angulaire de giration du véhicule.

Dans la formule précitée, les symboles indiqués ont les significations suivantes:

LW... l'angle de direction, qui est pris directe-

ment à la colonne de direction, c.... un facteur de conversion physique d'un angle c de la direction par pourcent de différence

de vitesse de rotation des roues avant, in-

dépendamment du rapport de transmission de la direction,

k (v) une valeur de correction "dynamique", fonc-

tion de la vitesse de marche.

Les valeurs c et k (v) sont à nouveau contenues dans une mémoire. Ce critère d'angle de direction est indépendant du critère de patinage et il s'applique également à des cas o un patinage se produit trop tard ou ne se produit pratiquement pas. En dehors du. cas déjà cité, lorsque le véhicule amorce sans accélération longitudinale un virage devenant de plus en plus serré, ce critère se rapporte par exemple également à des

mouvements de contre-direction dans des virages fran-

chis rapidement, etc. La grandeur DLW calculée est également transmise par l'intermédiaire d'un filtre

temporel et est alors désignée par DLWF.

-16-

Enfin, un signal de frein BR est pris au con-

tacteur de feu de stop, ce qui correspond à BR = 1

dans un processus de freinage. -

Les grandeurs précitées, mesurées et calculées, à savoir la vitesse du véhicule et son accélération,

le patinage et le comportement de mouvement, sont com-

parées dans l'unité électronique 14 avec des valeurs

limites ou des courbes limites établies, dont les dé-

passements par excès ou par défaut produisent des en-

clenchements ou des arrêts des composants de l'entra -

nement toutes-roues. Ces enclenchements sont effectués dans une séquence déterminée d'un étage de commande à

un autre.

A cet égard, on a adopté les désignations suivantes: Etage de commande 0: entrainement de roues arrière normal,

Etage de commande 1: étage de commande 0 et addition-

nellement entraînement des roues avant (différentiel central),

Etage de commande 2: étage de commande 1 et addition-

nellement dispositif de blocage du différentiel central,

Etage de commande 3: étage de commande 2 et addition-

nellement dispositif de blocage de différentiel d'essieu arrière,

Etage de commande 4: étage de commande 3 et addition-

nellement dispositif de blocage

de différentiel d'essieu avant.

-17- Les valeurs limites ou les courbes limites

concernant l'enclenchement ou la libération des compo-

sants de l'entraînement toutes-roues sont définies

dans la suite.

Démarrage: Lors du démarrage, à partir de la condition d'immobilisation du véhicule jusqu'au dépassement d'une première valeur limite de vitesse, par exemple VF = 20 km/h, et à partir du dépassement par défaut d'une seconde valeur limite de vitesse plus basse, par exemple VF = 10 km/h, l'étage de commande 1 est enclenché. Une telle commande est assurée par un comparateur commandé avec hystérésis. La condition initiale VF = 0 signifie que la vitesse de marche n'a pas dépassé par excès la première valeur limite ou par défaut la seconde valeur limite et que l'étage de commande 1 est enclenché. Par contre,- VF = 1 signifie que l'étage de commande 1 est libéré de sorte qu'aucune autre condition ne maintient

un enclenchement.

Accélération: Comme accélération de marche, on utilise, comme cela a déjà été précisé, la grandeur DNVF qui a été différenciée à partir de la vitesse de-rotation moyenne des roues avant et qui a été filtrée et on la compare

à une valeur de seuil, par exemple 1 m/s2.

Ici, la condition numérique DNVF = 0 signifie que l'étage de commande 1 est libéré, pour autant qu'il n'existe aucune autre condition d'enclenchement, tandis que DNVF = 1 signifie que la valeur limite est dépassée

et que l'étage de commande 1 est enclenché.

-18- Patinage: Dans ce cas, on doit faire une différence entre

un patinage en traction et un patinage en poussée.

Dans cet exemple de réalisation, on a effectué les déterminations suivantes: - - une valeur limite, définie ultérieurement, DKMAX = f (VF) est établie, auquel cas: a) un étage de commande (au maximum l'étage de commande

2) est enclenché lorsque la valeur filtrée de pati-

nage en poussée DKF dépasse par excès cette valeur limite. La condition numérique s'écrirait:

(DKF> DKMAX)

DKF = 1... valeur limite dépassée par excès DKFV= 1... signe négatif (patinage en poussée) et cet étage de commande est à nouveau libéré lorsque cette condition est supprimée,

b) les étages de commande 1 à 4 sont enclenchés suc-

cessivement lorsque la valeur de patinage en trac- tion DKF filtrée dépasse par excès cette valeur limite. La condition

numérique s'écrirait:

(DKF >DKMAX)

DKF = 1... valeur limite dépassée par excès DKFV= O... signe positif (patinage en traction)

c) les étages de commande 4 à 1 sont libérés succes-

sivement lorsque la valeur de patinage en traction DKFA ayant passé par le second filtre temporel -19- dépasse par défaut la valeur limite additionellement

fonction de DLR.

La condition numérique s'écrirait:

DKFA = 0 (DKFA < DKMAX (DLR))

d) en vue d'une commande momentanée, deux autres étages de commande sont enclenchés rapidement, pour autant

que cela soit possible, lorsque la valeur de pati-

nage DK non filtrée dépasse par excès le double de la valeur limite 2 DKMAX,

et ils sont à nouveau libérés lorsque cette condi-

tion est supprimée.

La condition numérique s'écrirait: DK = 1... double de la valeur limite dépassée

par excès, -

DK = 0... double de la valeur limite dépassée

par défaut.

La valeur limite de patinage DKMAX est fonction de la vitesse de marche et elle a, pour les vitesses moyennes de marche, une valeur faible qui croît aussi bien pour les vitesses de marche plus faibles que pour les vitesses de marche plus grandes. Pour le traitement numérique, cette courbe est étagée. Elle est représentée sur la figure 3 par une courbe en trait plein A dans un diagramme o on a porté en abscisse la vitesse de

marche et en ordonnée la grandeur de la valeur limite.

La courbe A indique la valeur limite pour les cas a)

et b) précités. Pour le cas d), on a la courbe D repré-

sentée en trait mixte, qui correspond à des valeurs doubles de la courbe A. -20-

La valeur limite de patinage lors de la libé-

ration des différents étages de commande dans le cas

* d'un patinage en traction, correspondant à la détermi-

nation c), est additionnellement fonction, en ce qui concerne la vitesse de marche, de l'écart vers la gauche ou vers la droite des roues avant. Dans cet exemple de réalisation, cela est déterminé de la façon suivante: Ecart vers la gauche Valeur limite de ou vers la droite réenclenchement

DLR< 8% 0,5. DKMAX

4%< DLR<8% 0,7. DKMAX

8% < DLR 1,0. DKMAX

Ce tableau montre que, dans le cas d'un écart vers la gauche ou vers la droite supérieur à 8%, la valeur limite de réduction de la courbe A de la figure

3 correspond ainsi à la valeur limite d'augmentation.

Dans le cas d'un écart compris entre 4% et 8%, les valeurs de la courbe A sont réduites à 0,7 fois. Cette courbe est représentée en trait interrompu sur la figure 3 et elle est désignée par B. Enfin, dans le cas d'un écart de 4% ou moins, les valeurs de la courbe A sont réduites de moitié. Cette courbe est représentée en pointillés et est désignée par C. Comportement de mouvement: La valeur limite DLWFMAX, avec laquelle est comparée la grandeur DLWF caractérisant le comportement de mouvement du véhicule, est représentée sous la forme d'une courbe en fonction de la vitesse de marche VF -21- sur la figure 4. On peut voir qu'en dessous d'une vitesse de marche déterminée, par exemple de 25 km/h, ce "critère d'angle de direction" ne correspond à rien, car la valeur limite DLWFMAX a une grandeur infinie, et que la valeur limite devient de plus en plus petite

à mesure que la vitesse de marche augmente.

La condition numérique s'écrirait:

DLWF = 1... DLWF > DLWFMAX

DLWF = 0... DLWF < DLWFMAX

DLWF = 1 signifie que la valeur limite DLWFMAX est dépassée par excès. Dans ce cas, seulement l'étage de commande 1 est enclenché, pour autant que ce ne soit

pas déjà le cas.

En outre, il est établi que, après avoir atteint le niveau d'un étage de commande pendant un temps de stabilisation déterminé, cette condition reste maintenue pour pouvoir attendre la réaction. En conséquence, il

faut d'abord attendre, après la disparition d'une con-

dition ou bien après l'apparition d'une condition d'enclenchement d'un étage inférieur, un temps de maintien déterminé qui peut s'élever à un multiple du temps de stabilisation, avant de réenclencher un étage de commande inférieur. Les temps de satbilisation et

de maintien peuvent être différents l'un de l'autre.

Aucun temps de maintien n'est utilisé lors d'un enclenchement rapide dans le cas DK = 1, o, après disparition de la condition et après écoulement du temps de satbilisation, les étages enclenchés sont

immédiatement réenclenchés.

-22- On n'attend également aucun temps de maintien lorsqu'un signal de freinage se produit. Dans ce cas (BR = 1), on revient, en dehors de toutes les conditions, à l'étage de commande 0 lorsque la vitesse de marche est supérieure à la seconde valeur limite de vitesse

correspondant à la condition de démarrage (VF = 1).

Lorsqu'elle tombe en dessous de cette valeur (VF = 0),

on réenclenche l'étage 1.

En conséquence, on peut dire que, dans cet exemple de réalisation, la condition de démarrage (VF = 0) intervient avant la condition de freinage (BR = 1) et celle-ci intervient à nouveau avant tous

les autres critères.

Par suite, l'enclenchement d'un étage de commande, notamment l'étage de commande n 1, suivant une disparition de la condition de commande puis les réenclenchements d'étages inférieurs, etc., peuvent se manifester sous la forme d'enclenchements alternatifs qui sont ressentis désagréablement. Cela est par exemple possible dans le cas de dépassements. Pour éviter de tels enclenchements alternatifs, il est prévu un dispositif de mémorisation qui assure un prolongement du temps de maintien lorsque, pendant un intervalle de

temps déterminé après la libération d'un étage de com-

mande, un nouvel enclenchement est effectué. Des enclenchements et libérations périodiques se produisant dans une période de plusieurs secondes ne sont plus ressentis cycliquement par le conducteur. Notamment, pour de tels temps de commande, on ne peut pratiquement pas faire de différence entre des inégalités de la

route et des enclenchements périodiques.

-23-

Sur la figure 5, on a représenté schématique-

ment un diagramme à la fois fonctionnel et séquentiel.

A gauche sont indiqués les différents étages de commande 0 à 4; ces états sont représentés horizontalement par les lignes en trait interrompu sur toute la largeur de la figure. Les différentes flèches verticales dirigées vers le haut ou vers le bas mettent en évidence des enclenchements ou des libérations d'étages de commande,

o ils commencent ou se terminent (pointes des flèches).

Des lignes horizontales en trait plein signifient un blocage dans l'étage de commande correspondant. Les conditions correspondant à un changement d'état ou à un maintien dans un état déterminé sont indiquées par de petites cases que traversent les flèches ou les lignes de direction d'action. Suivant que ces petites cases sont traversées vers le haut, vers la droite ou vers le bas par une flèche, il s'agit alors, en ce qui

concerne les conditions indiquées, de conditions d'en-

clenchement, de conditions de maintien ou de conditions

d'enclenchement d'un étage inférieur.

Les petites cases désignées par Z et qui se répètent souvent signifient des temps de stabilisation, qui sont observés indépendamment des conditions. Les petites cases désignées par H signifient des temps de maintien. Pour des enclenchements d'étages inférieurs, qui se produisent après une suppression de la condition de maintien, les conditions correspondantes ne sont pas portées. Celles-ci sont établies par inversion des conditions de maintien. Des enclenchements d'étages inférieurs se produisent donc lorsqu'il n'existe plus

aucune condition de maintien. Lorsque plusieurs condi-

tions doivent être remplies simultanément, cela est représenté par le symbole logique de Boole A dans -24-

des petites cases. Toutes les autres conditions indi-

quées dans les cases correspondent à la combinaison

logique "OU".

Le point de départ du diagramme fonctionnel est situé sur la ligne de l'étage de commande O et est désigné par A. D'autres explications concernant ce diagramme fonctionnel ne sont pas nécessaires car elles constitueraient simplement des répétitions de ce qui a déjà été précisé. Le déroulement des fonctions et des commandes dans le dispositif est pour cette raison donné dans la suite sous la forme de tableaux,

ce qui permet d'avoir rapidement une vue d'ensemble.

Du fait que, dans le cas d'enclenchement d'un étage

supérieur, des temps de stabilisation Z ne sont géné-

ralement pas observés, on n'en a pas tenu compte dans

les tableaux.

-25- Enclenchement Conditions Remarques de -- à de commande O - 1 VF = O Critère de démarrage DNVF = 1 Accélération DKF = 1 Patinage en traction ou en poussée DLWF = 1 Critère d'angle de direction 1 -- 2 DKF = 1 Patinage en poussée ou en traction 2 - 3 DKF = 1/A DKFV = O Patinage en traction 3 -- 4 DKF = 1/A DKFV = O Patinage en traction O -- 2 DK = 1 Enclenchement rapide Patinage en poussée ou en traction 1 - 3 Enclenchement rapide 2 - 4 DK = 1/A DKFV = O seulement dans le cas d'un

3 - 4 patinage en traction -

-26- Maintien de Conditions Remarques l'état de maintien 1 VF = 0 Critère de démarrage DNVF = 1 Accélération DKFA = 1A DKVF = O Patinage en traction DLWF = 1 Critère d'angle de direction DKF = 1A DKFV = 1 Patinage en poussée 2 DK = 1 Enclenchement rapide DKFA = 1 ADKFV = O Patinage en traction DKF = 1 A DKFV = 1 Patinage en poussée 3 DK = 1 Enclenchement rapide (patinage en traction) DKFA = 1 Patinage en traction 4 DK = 1 Enclenchement rapide (patinage en traction) DKFA = 1 Patinage en traction -27- Enclenchement Conditions Temps de Remarques d'un étage de maintien inférieur, commande

de. à.

4 -> 3 DKFA = O H Patinage en traction 3 - 2 DKFA = O H Patinage en traction 2 - 1 DKFA = 0 A DKFV = O H Patinage en traction DKF = 0/\ DKFV = 1 H Patinage en poussée 1 -- 0 VF = 1 Critère de démarrage DNVF = O Accélération DKFA = O A DKFV = O H Patinage en traction DKF = 0/ DKFV = 1 Patinage en poussée DLWF Critère d'angle de direction 2 -- O DK = O Enclenchement rapide (patinage en traction ou en poussée) 3 - 1 DK = O Enclenchement rapide 4- 2 DK=O, si précédemment (patinage en traction)

4 - 3 DK=O,si précédemment -

3-4

4 > O

3 -> 0 BR = 1/VF = 1 -

2 -> O Arrêt

1 0

4 - 1 lors d'un freinage

3 >F 1 BR= lAVF=O -

2 --1 -28- Les séquences de commande précitées, avec ou sans temps de stabilisation ou de maintien, sont valables seulement pour l'exemple de réalisation décrit. Il rentre dans le cadre de l'invention de commander des composants d'entraînement également dans une autre séquence au

moyen des différents étages de commande.

Pour l'indication des différents états de com-

mande, il est prévu dans cet exemple, pour chaque étage de commande, une lampe-témoin qui est allumée pendant l'état de commande ou bien pendant une durée déterminée à partir de l'enclenchement. A partir du nombrâ de lampes allumées et, par conséquent, d'étages de commande franchis, le conducteur peut en tirer des conclusions sur la nature de la route en relation avec son mode de

conduite.

Enfin, on pourrait également envisager d'utili-

ser l'unité électronique et l'affichage seuls, dans des véhicules comportant un dispositif anti-blocage (à cause des capteurs de roues existants) mais qui ne comportent pas de composants d'entraînement toutesroues, et de la faire intervenir comme un indicateur de la condition de

marche du véhicule ou de l'état de la route.

Enfin, il est encore à noter que le dispositif est équipé d'un système de contrôle de sécurité, tel que le système analogue adopté dans un système anti-blocage

et qui vérifie, dans un contrôle initial lors de l'en-

clenchement de l'appareil, les fonctions des différents composants et de l'ensemble des circuits. Egalement, les capteurs et autres détecteurs, ainsi que des étages finaux, etc., sont contrôlés en permanence; des erreurs produites sont signalées par des lampes-témoins et

l'ensemble de l'appareillage est désactivé si nécessaire.

2577485-

-29-

Claims

REVENDICATIONS

1.- Dispositif pour l'enclenchement et le déclenchement automatiques des composants d'entraînement d'un véhicule automobile comportant un essieu mené, notamment du dispositif d'entraînement d'au moins un

autre essieu et/ou de dispositifs de blocage de méca-

nismes distributeurs ou différentiels, comportant des capteurs des vitesses de rotation des roues et/ou des axes d'entraînement des mécanismes et de l'angle de direction du véhicule, ainsi qu'une unité électronique qui produit un signal de commande quand une valeur associée aux vitesses de rotation des roues dépasse une valeur limite associée à l'angle de direction,

caractérisé en ce que l'unité électronique assure l'en-

clenchement de l'autre dispositif d'entraînement et/ou des dispositifs de blocage, séparément ou simultanément ou bien avec un décalage temporel dans une séquence déterminée, lorsque: a) la vitesse de marche n'a pas dépassé par excès une première valeur limite ou bien n'a pas dépassé par

défaut une seconde valeur limite de vitesse infé-

rieure et/ou b) l'accélération des roues d'un essieu mené ou du

véhicule est supérieure à une valeur limite d'ac-

célération, et/ou c) la valeur momentanée de patinage en traction ou en

poussée est supérieure à une valeur limite de pa-

tinage associée à la vitesse de marche, et/ou

d) une grandeur caractérisant le comportement de mou-

vement du véhicule est supérieure à une valeur, ou -30- en dehors d'une plage de valeurs, qui est associée à l'angle de direction et/ou à la vitesse de marche, et elle assure sa (leur) libération lorsque: e) la vitesse de marche a dépassé par excès la première valeur limite de vitesse et n'a pas dépassé par dé- faut la seconde valeur limite de vitesse et/ou f) l'accélération des roues de l'essieu mené ou du

véhicule est inférieure à la valeur limite d'accé-

lération, et/ou g) la valeur momentanée de patinage en traction ou en

poussée est inférieure à la valeur limite de pati-

h) la grandeur caractérisant le comportement de mouve-

et en ce qu'il est prévu un système électronique d'a-

différents des roues et l'angle de direction correspon-

dant à la marche en ligne droite.

-31-

2.- Dispositif selon la revendication 1, ca-

ractérisé en ce que, dans un premier étage de commande,

l'entraînement de l'autre essieu est enclenché.

3.- Dispositif selon la revendication 1, ca-

ractérisé en ce que, dans un second étage de commande,

l'entraînement de l'autre essieu et le verrou du méca-

nisme distributeur central sont enclenchés.

4.- Dispositif selon la revendication 1, ca-

ractérisé en ce que, dans un troisième étage de commande, l'entraînement de l'autre essieu, le verrou du mécanisme distributeur central et le verrou du différentiel de

l'essieu non dirigé sont enclenchés.

5.- Dispositif selon la revendication 1, ca-

ractérisé en ce que, dans un quatrième étage de commande, l'entraînement des autres essieux, le verrou dumécanisme distributeur central, le verrou du différentiel de l'essieu non dirigé et le verrou du différentiel de

l'essieu dirigé sont enclenchés.

6.- Dispositif selon la revendication 1, ca-

ractérisé en ce que la valeur de patinage momentanée se compose de la somme de la différence, de signe correct, entre la vitesse de rotation moyenne des roues de l'essieu mené et de la vitesse de rotation moyenne des roues ou bien de la vitesse de rotation de la roue la plus lente d'un essieu non mené et d'une valeur de correction.

7.- Dispositif selon la revendication 1, ca-

ractérisé en ce que la grandeur caractérisant le com-

portement de mouvement du véhicule est approximativement -32- une grandeur de référence des vitesses de rotation des roues d'un essieu ou des vitesses de rotation moyenne

des roues de deux essieux.

8.- Dispositif selon la revendication 1, ca-

ractérisé en ce que la grandeur caractérisant le com- portement de mouvement du véhicule est approximativement le rayon du virage négocié ou bien la courbure de la route.

9.- Dispositif selon la revendication 1, ca-

ractérisé en ce que la grandeur caractérisant le com-

portement de mouvement du véhicule est approximativement la vitesse angulaire de giration du véhicule qui est

associée à la vitesse de marche.

- 10.- Dispositif selon la revendication 1, ca-

ractérisé en ce que la grandeur caractérisant le com-

portement de mouvement du-véhicule est approximativement l'accélération transversale du véhicule associée à la

vitesse de marche.

11.- Dispositif selon la revendication 1, ca-

ractérisé en ce qu'au moins une des valeurs de mesure momentanées passe dans un premier filtre temporel ayant

une constante de temps déterminée.

12.- Dispositif selon une des revendications

1 ou 11, caractérisé en ce qu'au moins une des valeurs

de mesure momentanées passe dans un second filtre tem-

porel ayant une constante de temps déterminée qui est

supérieure à celle du premier filtre temporel.

13.- Dispositif selon une des revendications

1 à 12, caractérisé en ce qu'au moins un des étages de -33-

commande est enclenché lorsqu'une valeur de mesure mo-

mentanée ayant passé dans le premier filtre temporel correspondant dépasse la valeur limite associée ou bien

sort de la plage de valeurs associée.

14.- Dispositif selon une des revendications

1 à 12, caractérisé en ce qu'au moins un des étages de commande enclenchés est libéré quand une valeur de mesure momentanée ayant passé dans le second filtre temporel associé tombe en dessous de la valeur limite associée ou bien rentre dans la plage de valeurs associée. 15.- Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'un étage de commande supérieur peut être enclenché seulement au bout d'un temps de

stabilisation déterminée après introduction de la con-

dition d'enclenchement ou bien après qu'ait été atteinte

la condition d'enclenchement d'un étage de commande.

16.- Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'un étage de commande inférieur peut être enclenché seulement au bout d'un temps d'arrêt

déterminé après introduction de la condition de libé-

ration.

17.- Dispositif selon la revendication 1, ca-

ractérisé en ce que la plage de valeurs associée à l'angle de direction correspond à une plage de tolérance et à la différence entre l'angle de direction, exprimé par le rapport de transmission de la direction et par un facteur fonction de la vitesse de marche, et la

différence géométrique, associée à cet angle de direc-

tion, entre les vitesses des roues de l'essieu dirigé.

-34- 18.- Dispositif selon la revendication 1,

caractérisé en ce que le système électronique d'adap-

tation, fonctionnant de façon adaptative, assure l'adap-

tation entre les vitesses moyennes de rotation des roues de l'essieu mené et de l'essieu dirigé de telle sorte que la valeur de patinage calculée décroisse vers zéro. 19.- Dispositif selon la revendication 1,

caractérisé en ce que le système électronique d'adap-

tation, fonctionnant de façon adaptative, assure l'adap-

tation des vitesses de rotation des roues de l'essieu

dirigé de telle sorte que la différence entre les vi-

tesses de rotation décroisse vers zéro.

20.- Dispositif selon la revendication 1,

caractérisé en ce que le système électronique d'adap-

tation, fonctionnant de façon adaptative, assure l'adap-

tation de l'angle de rotation de manière qu'il décroisse

vers zéro dans le cas d'une marche en ligne droite.

21.- Dispositif selon une des revendications

18 à 20, caractérisé en ce que l'adaptation à une vitesse déterminée de réglage est effectuée seulement lorsque: a) la vitesse de marche est placée à l'intérieur d'une plage déterminée de valeurs, b) l'accélération du véhicule est inférieure à une valeur limite déterminée, c) l'angle de direction varie seulement dans une plage angulaire déterminée, et -35-

d) tous les entraînements et verrous pouvant être en-

clenchés sont libérés et les freins ne sont pas actionnés.

22.- Dispositif selon une des revendications

1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins un étage de commande est enclenché de façon non retardée lorsque la valeur momentanée de patinage est supérieure à une

valeur limite de patinage augmentée et déterminée.

23.- Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif de mémorisation qui produit un allongement du temps d'arrêt lorsqu'un nouvel enclenchement se produit pendant un intervalle de temps déterminé après la libération

d'un étage de commande.

24.- Dispositif selon une quelconque des re-

vendications 1 à 23, caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif indicateur par lequel la condition de commande des différents étages de commande peut être affichée.