ABS ou peau de banane?

[Rodin]

Bonsoir,
L'ABS régule le freinage roue par roue en fonction de leur adhérence propre.
MG2, lors des phases de régénération, freine les 2 roues avant avec la même force. Impossible donc de réguler le freinage uniquement sur une des roues avant et pas sur l'autre.

Si on avait un moteur électrique dans chacune des roues, ce serait jouable.
Mais très difficilement, car si le freinage total d'une roue est assuré par un freinage de régénération + un freinage hydraulique, il devient très difficile de faire des microrégulations de quelques 1/10 de secondes en jouant à la fois sur de l'hydraulique et de l'électrique.
Et pour quel gain?? Quelques secondes de régénération de perdues dans la vie d'une voiture!!! (on estime en moyenne à 30 secondes de fonctionnement de l'ABS dans la vie d'une voiture! Pour l'Airbag, c'est encore plus court)

 

[shadoko]

@ Rodin : merci pour cette réponse. Mais oui, mais c'est bien sûr ! A force de regarder les Prius de profil on finit par oublier qu'il y a 2 roues par essieu mais un seul MG2.

Mais ta réponse n'est pas satisfaisante : ce n'est pas pour gagner de la régénération qu'on aimerait un autre fonctionnement, mais pour gagner de la sécurité et de la zénitude ! Autrement dit, même un dispositif automatique d'amplification du freinage par friction serait le bienvenu en cas de coupure de l'autre...

@ priusfan : ouais, j'ai eu des cours dessus dans ma jeunesse. Pas trop déçu du commentaire ?

 

[Less Polluter]

Euh ...à force de la regarder de profil ça vous a pas caché le différentiel qui doit se trouver quelque part entre les 2 roues avant ?

Enfin une question: quelqu'un a-t-il déjà expérimenté l'abs en mode B (au-dessus de 30 km/h), c'est à dire avec freinage électrique+thermique ?A+

T'aurais posé ta question 24h plutôt l'expérience aurait déjà été faite ... Justement j'avais trouvé un petit bout de terrain enneigé où j'ai essyé de faire un drift ... Si si L'histoire de faire la nique au ESP. Mais le frein à main à pied n'est pas trop pratique pour ça.

 

[Hybridébridé]

Oui, Rodin, effectivement, avec un MG sur le train AV, difficile de réguler par roue ! J'avais pas pensé à ce petit détail.

La proposition de planétaire me semble toutefois judicieuse.

Et si vraiment l'interface hydraulique-électrique pose problème, pourquoi ne pas garder un seul MG, mais remplacer le freinage hydraulique par un freinage ....électrique (ou là) !

En effet, ca irait comme un gant à la Prius et aux HSD : véhicules déjà plus électriques. Ils seraient encore plus fiables, plus légers, et plus économes.

Mais surtout les activateurs électriques de frein seraient alimentés par la régénération électrique, elle même soulageant le freinage par friction. On aurait un freinage autarcique !

Pas mal sur la descente du Ventoux, on pourrait partir avec 0 énergie embarquée en haut et arriver en toute sécurité en bas avec qui plus est la batterie de la Prius plug-in pleine !

Bon il est temps d'atterrir : d'ici que ça arrive sur une automobile, c'est pas demain. Mais il n'est pas interdit de rêver un peu avant d'aller faire dodo.

 

[tino_ale]

Faire fonctionner le freinage électrique en concert avec l'ABS, je n'y crois pas trop, pour les raisons déjà évoquées (agit sur deux roues vs. l'ABS qui gère chaque roue individuellement).

Au contraire, je m'interroge sur la faisabilité de compenser quasi-instantannément l'arrêt du freinage électrique par du freinage mécanique. Après tout c'est ce qui semble le plus logique si l'on veut stopper toute interférence de la régénération tout en conservant un freinage totalement transparent pour le conducteur.

Cette prise de relais du mécanique sur l'électrique a FORCEMENT été étudiée de près par les concepteurs de la Prius, la question est : pourquoi ça n'a pas été retenu. Difficulté technique? Choix par rapport aux coûts?

Peu-être que le choix a été fait du temps de la P1 ou P2, heure à laquelle la détection de perte d'adhérence était moins sensible que sur la P3, et que ce choix n'a pas été remis en cause sur la P3...

Il n'y a plus qu'à espérer que Toyota puisse "patcher" ce comportement facilement. Ce qui n'est pas évident. L'hybridation du freinage mécanique/électrique est peut être géré par une "boite noire" avec des lois câblées plutôt que par des éléments programmables à volonté de l'extérieure.

Si je comprends bien la situation, ce phénomène rend le freinage complètement inopérant si on a le malheur de freiner sur une portion de route bosselé dont les bosses arrivent à une certaine fréquence.

Non, selon les observations actuelles, ce qui se passerait c'est qu'après la première "chute" de freinage due à la première bosse, les suivantes ne changeraient plus rien : il ne resterait plus que le freinage mécanique, lequel n'est jamais perdu (dans la limite de l'adhérence évidemment). Et cela en supposant que la pédale n'est pas relâchée+renfoncée totalement ou partiellement entre les bosses, ce qui aurait pour effet de refaire du freinage électrique, qui serait à nouveau perdu à la bosse suivante.

 

[Gégé67]

Couplage freinage électrique - freinage mécanique

Je pense que ce couplage existe déjà sur la Prius.
Sur n'importe quelle voiture, le freinage est sur les 4 roues, avec un répartiteur qui freine plus ou moins les roues arrière selon la charge du véhicule.
A mon avis, il en est de même sur nos Prius : même en cas de freinage purement électrique sur les roues avant, les plaquettes des roues arrières sont sollicitées, plus ou moins selon la charge (du véhicule, pas des batteries).
Le répartiteur de freinage "classique" est bien entendu remplacé par un calculateur.

 

[Less Polluter]

Je suis passé ce matin sur la bosse qui provoque le même phénomène sur ma P2. Le test n'était pas optimal, va falloir que je le refasse mais cette fois ci il y avait bien un rélâchement du freinage éléctrique qui a repris tout seul sans que j'ai eu à modifier l'action sur la pédale.

 

[Hybridébridé]

De toute façon, quand il n'y a pas de problème d'adhérence, le freinage mécanique vient s'ajouter et non se substituer au freinage électrique, en cas de pression assez forte sur la pédale de frein.

Ca se voit très bien lorsqu'on freine à l'arrivée d'un péage d'autoroute. On est bien au delà des limites du freinage électrique, et on récupère une barette de batterie !

 

[planétaire]

Que se passerait-il si MG2 n'était pas coupé sur un trou ?

@Rodin.

Pour ma part je ne demandais pas de continuer à récupérer de l'énergie dans cette situation qui est, rappelons le, un freinage léger en électrique seul sur les roues AV, au contraire.
Le problème n'est pas celui-là mais le temps mort que ressent le conducteur dans sa demande de ralentissement.

Mais quand bien même on le demanderait, rien ne l'empêcherait. Mais que se passerait-il si c'était fait sans intervention des plaquettes par l'ABS:

MG2 envoi des kW vers les accus,
Survient un horrible trou sous une roue AV disons la droite et elle ne repose plus sur le sol (c'est le pire),

Cette roue va freiner rapidement contrairement aux 3 autres, n'ayant plus d'adhérence, le différentiel répartit la puissance de freinage avec celle de gauche. Plus du tout de couple résistant à droite, le sol s'est dérobé, la roue ralentit. La roue gauche ne freine quasiment plus la vitesse moyenne gauche+droite est déjà bien réduite, et de plus si elle est trop basse MG2 ne récupère plus d'énergie et donc ne freine plus.

On ressent alors qu'il n'y a plus de freinage, à gauche le freinage a diminué voire est inexistant. A droite on est dans le vide.

En fait il faudrait alors freiner avec les plaquettes la roue droite, ce qui est peut-être le contraire de ce que ferait l'abs puisqu'il ne va pas freiner une roue qui a perdu de l'adhérence. C'est un contrôle de traction qui devrait agir là !!!!! Or on est en phase de freinage, donc c'est l'Abs qui est "le chef", et qui lui régule les roues AR comme tout Abs qui se respecte, les plaquettes AR il peut jouer avec.

Il faudrait alors actionner les plaquettes AV en mode "contrôle de traction" et celles arrière en mode "abs".

Et ensuite le trou est franchi et la roue AV droite arrive avec une vitesse trop faible et l'abs n'aime pas mais c'est son job..

Donc il est envisageable d'avoir un abs qui serait un abs à l'arrière et, quand on freine à l'électricité, serait en mode contrôle de traction à l'AV.

Fastoche.

Et si on freine plus, c'est à dire et en électrique et en frottements-plaquettes et qu'un affreux trou surgit sous une roue



Tout compte fait couper MG2 c'était pas une mauvaise idée, il faut juste que les plaquettes prennent de suite le relais

 

[Gégé67]

Planétaire, tu as mis le doigt sur la bonne explication.

Le comportement de la Prius au freinage n'est pas dû à un problème de calculateur, mais tout simplement au fait que le freinage électrique s'applique au niveau du CVT, donc EN AMONT du différentiel. Un roue sans adhérence est donc plus freinée et en conséquence, mécaniquement, celle qui lui fait face sur le différentiel est moins freinée. Comme le freinage du véhicule n'est assuré que par la roue qui a de l'adhérence ...

C'est plutôt rassurant : le freinage mécanique par les plaquettes n'est pas impacté et l'ABS n'y est pour rien. L'ABS ne risque d'intervenir que si on appuie plus sur le frein puisqu'il y a une différence de vitesse entre les roues.

Le problème est donc inhérent au freinage électrique. Nos collègues Lexussiens devraient le ressentir aussi, quoique moindre. En effet, l'intensité du phénomène est fonction du rapport de la masse du véhicule avec le couple d'inertie du demi-arbre de transmission, du disque de frein et de la roue. Avec ses roues et ses disques légers, la Prius est plus affectée que le 4x4.

La seule solution est effectivement celle que tu évoques : il faudrait freiner mécaniquement une des 2 roues avant, puisque leur vitesse est différente. Mais je pense qu'elle est impossible à appliquer...

 

[Hybridébridé]

Merci planétaire pour avoir le courage de dérouler ce genre de raisonnement qui fait des noeuds aux cerveaux.

...On ressent alors qu'il n'y a plus de freinage, à gauche le freinage a diminué voire est inexistant. A droite on est dans le vide.

En fait il faudrait alors freiner avec les plaquettes la roue droite...

Celà dit, j'ai du mal à comprendre l'enchaînement entre les deux phrases.

Pourquoi la roue droite ?

J'ai compris que tu partais de l'hypothèse que MG2 continuait à fonctionner et donc à appliquer son couple résistant.

La roue droite est quasiment à l'arrêt. Si on a un différentiel normal, ça n'empêche pas la roue gauche adhérente de tourner "à la vitesse du véhicule". MG2 va continuer à appliquer le même couple résistant sur la roue gauche, ce qui va se traduire par une puissance de freinage deux fois moindre, non ?

Dans ce cas, on freinerait moins, mais on freinerait encore électriquement. le raffinement ultime serait que la plaquette gauche prenne le relais pour compenser cette perte, mais comme le dit Rodin, ça deviendrait compliqué (surtout pour gérer un transitoire).

Dès que l'irrégularité est passée, la roue droite reprend son adhérence et MG2 reprend son boulot normal (dans la mesure de ses possibilités). Si ça a été bref, le conducteur n'aura pas eu le temps de réagir et ne se sera rendu compte de rien ou de pas grand chose.

Le problème est si la situation se prolonge à droite (on n'est plus sur un nid de poule, ou avec une roue sur le bas côté boueux, mais on entre sur une zone de neige à droite de la route), ou si on a le problème sur les deux roues (neige sur toute la chaussée entraînant une adhérence inférieure au potentiel de freinage de la consigne électrique). Là effectivement, le mieux serait de couper MG2, et de basculer immédiatement sur les plaquettes avec ABS. Il y a des chances alors que le conducteur ait l'impression de plus freiner sans avoir changé sa consigne, mais c'est moins embêtant que l'inverse, comme actuellement.

Conclusion : ne faudrait-il pas couper MG2, mais avec une tempo T sur la perte de rotation de la roue concernée :
- si l'irrégularité d'adhérence est inférieure à T, on laisse MG2 faire bêtement son travail,
- si l'irrégularité est > T, on coupe MG2, et on bascule immédiatement sur le freinage mécanique + ABS comme tu le suggères.

 

[Rodin]

J'ai compris que tu partais de l'hypothèse que MG2 continuait à fonctionner et donc à appliquer son couple résistant.

La roue droite est quasiment à l'arrêt. Si on a un différentiel normal, ça n'empêche pas la roue gauche adhérente de tourner "à la vitesse du véhicule". MG2 va continuer à appliquer le même couple résistant sur la roue gauche, ce qui va se traduire par une puissance de freinage deux fois moindre, non?

Pas vraiment je pense.
Car MG2 tournera à la moitié de sa vitesse si les deux roues tournaient.

Je m'explique: la vitesse d'entrée d'un différentiel (MG2) est égal à la somme des vitesses de sorties (les roues), divisée par 2
Exemple: en ligne droite, en roue libre les deux roues tournent à 100 tr/mn
L'entrée de différentiel sera (100+100)/2=100tr/mn

Dans les même conditions, si une roue se bloque complètement, alors MG2 ne tournera plus qu'à (100+0)/2=50tr/mn!
Et le couple résistant de MG2 ne sera pas le même à 50tr/mn qu'à 100tr/mn, enfin je pense...

Et cette situation peut se retrouver avec tout type de voiture, hybride ou pas: si on freine sans débrayer on se retrouve dans la même situation qu'avec une hybride: force de freinage totale= frein moteur+frein hydraulique

 

[planétaire]

@Hybridébridé
Concernant les couples transmis via un différentiel:

Extrait de wikipédia:

La faiblesse du différentiel ordinaire réside dans le fait que si une roue du train moteur n’adhère pas (par exemple roue sur la neige, dans la boue), l’ensemble de la transmission du couple se fait sur cette roue

Quand on est en mode traction et qu'une roue est sur le vide l'autre roue ne reçoit plus de couple. Pour continuer à avancer le contrôle de traction doit freiner la roue qui plane pour rétablir cet "appui" (et si possible baisser la puissance de traction car la roue restante reçoit tout le couple, alors qu'aparavent elle n'en recevait que la moitié).

Ici on est en mode ralentisseur et si une roue n'a plus d'appui, de la même façon l'autre ne reçoit plus de couple. Ici le couple de MG2 est de sens inverse mais le principe subsiste. Il faut bloquer celle qui patine de façon à ce que le couple soit transmis à l'autre.

@Rodin, tu ne supposerais pas que les roues dentées coniques du différentiel ont toutes le même nombre de dents ?

A+

 

[Rodin]

Ici on est en mode ralentisseur et si une roue n'a plus d'appui, de la même façon l'autre ne reçoit plus de couple. Ici le couple de MG2 est de sens inverse mais le principe subsiste. Il faut bloquer celle qui patine de façon à ce que le couple soit transmis à l'autre.

@Rodin, tu ne supposerait pas que les roues dentées coniques du différentiel ont toutes le même nombre de dents ?

A+

Bah justement, elle est bloquée!!! (elle ne tourne plus!)

Dans un différentiel à couple conique (répartition du couple à 50/50%) les planétaires ( d'un même différentiel) ont forcement le même nombre de dents

 

[planétaire]

Pourquoi la roue qui n'a plus d'adhérence (patine) ne tournerait plus ?

On est dans la situation où seul MG2 freine le véhicule.

 

[Rodin]

Parce que une roue qui n'a plus d'adhérence patine en cas d'accélération et se bloque en cas de freinage-décélération!!!

Mais il serait plus juste de parler de glissement d'une roue

 

[planétaire]

Toujours dans cette situation hypothétique où MG2 ne serait pas coupé,

Parce que une roue qui n'a plus d'adhérence patine en cas d'accélération et se bloque en cas de freinage-décélération!!!

Pour moi la vitesse d'une roue est le résultat d'un couple résultant qui lui est appliqué.
Sur le trou la roue AV qui patine_glisse_n'a_plus_autant_d'adhérence va recevoir tout le couple de MG2 (au rapport de transmission près). Celui-ci est dirigé en sens inverse de l'avancement du véhicule et il va donc entrainer cette roue en sens inverse.



Elle tourne au début dans le sens de la marche, elle va ralentir et ce qui se passe après dépend de:

• longueur du trou à franchir, c'est à dire du temps mis à le franchir
• inertie d'une roue et d'un 1/2 arbre
• asservissement de MG2. Comment serait-il piloté par la pédale de frein. Va-t-il être piloté pour maintenir une puissance électrique, une intensité...

A+

 

[Hybridébridé]

Merci, Rodin, pour ce petit rappel.

Je m'emmêle toujours les pédales dans ce type de raisonnement, malgré les nombreuses fois (apparemment vaines) où l'on a essayé de m'expliquer le fonctionnement du différentiel.

Aussi, c'est avec prudence que je fais la remarque suivante :

@Hybridébridé
Concernant les couples transmis via un différentiel:

Extrait de wikipédia:


Quand on est en mode traction et qu'une roue est sur le vide l'autre roue ne reçoit plus de couple. Pour continuer à avancer le contrôle de traction doit freiner la roue qui plane pour rétablir cet "appui" (et si possible baisser la puissance de traction car la roue restante reçoit tout le couple, alors qu'aparavent elle n'en recevait que la moitié).

Ici on est en mode ralentisseur et si une roue n'a plus d'appui, de la même façon l'autre ne reçoit plus de couple....

En es-tu certain, planétaire ?

J'ai l'impression que la formulation de Wiki est trompeuse.

D'après ce que je comprends :
- Ve = (VsG + VsD)/2 comme nous l'a rappelé Rodin
- par contre, le couple moteur se répartit toujours de façon égale à droite et à gauche, du fait du nombre de dents égal sur chaque pignon conique.

Tout va ensuite dépendre du couple résistant sur la chaussée (dépendant des conditions d'adhérence).

Si il devient inférieur au couple moteur sur l'une des roues, la vitesse va augmenter sur celle-ci, et diminuer sur l'autre. C'est donc la puissance moteur (effort x vitesse) qui passerait en totalité sur une roue à adhérence nulle et non le couple moteur toujours distribué de façon égale entre les deux roues quoiqu'il arrive. La puissance transmise sur l'autre roue sera nulle, non que l'effort moteur est nul, mais parce que la vitesse de la roue est nulle (via la formule rappelée par Rodin).

Voilà ce que je me souviens des multiples explications qu'on m'avait donné du fonctionnement du différentiel. Dis-je des bêtises ?

 

[shadoko]

Je crois que non. D'ailleurs la version anglaise dit bien :

The differential is designed to drive a pair of wheels with equal torque, whilst allowing them to rotate at different speeds.

 

[planétaire]

@Hybridébridé

En effet, ce n'est pas du couple de MG2 dont il faut voir la variation de répartition mais de la puissance.
Le couple qui va varier c'est le couple résistant de chaque roue AV à cause de la chaussée différente des 2 côtés.
Peut être que Wiki voulait parler du "couple résultant" tel que j'en parlais dans mon message #142 qui est la soustraction au niveau de chaque roue du couple de MG2 et du couple résistant dû à la chaussée ?

Désolé

 

[tino_ale]

Euh, pour moi, si le MG machin est en mode "je freine", que le roue gauche est en adhérence avec le sol, que la voiture avance, et que la roue droite se retrouve en l'air... bin la roue droite devrait se mettre à tourner à l'envers.

MG2 devrait stopper la rotation de la transmission en amont du diff assez rapidement, la roue droit tourner à la même vitesse que la roue gauche, dans le sens contraire, et le freinage du véhicule aussi faible que sont les pertes de frottement/viscosité de la transmission/diff.

M'enfin tout ça ne sert pas à grand chose dans le sens où tout se passe en une fraction de seconde, MG2 n'a pas le temps d'arrêter la transmission amont et la roue droite pas le temps de se mettre à tourner en sens inverse...

Enfin je dis ça j'dis rien

 

[planétaire]

MG2 n'en peut plus.

A ce stade et grâce aux interventions de Rodin, Hybridébridé et Shadoko, on peut avancer un peu plus dans l'explication du freinage avec MG2 si la roue droite se trouve brusquement sur un trou.

Ce qui est sûr:
-le couple au niveau des 2 pignons opposés du différentiel est identique.
Ces couples sont les 2 couples envoyés par les 2 roues.

Il ne faut pas oublier que MG2 reçoit de l'énergie, ce n'est pas lui qui décide du couple qu'il reçoit.
Comme les 2 roues envoient le même couple et que la droite ne peut plus, la gauche fait pareil: elle n'envoie pas de couple.

Donc la gauche ne freine plus et la droite au-dessus de son trou non plus.

Au passage ma proposition de freiner la roue droite ne sert à rien. Pour redonner du freinage électrique à gauche il faudrait fournir un couple de freinage sur la roue droite. Les plaquettes ne peuvent le faire. Une paire de plaquettes ça ne sait que dissiper de l'énergie.

On ne peut plus récupérer du freinage électrique à gauche. MG2 n'a pas besoin d'être coupé, il ne reçoit plus de couple donc il ne produit plus de kW.
Il est déjà "coupé".

La seule solution est de freiner à gauche avec les plaquettes.

P.S. La vitesse de la roue droite se calcule d'après la formule rappelée par Rodin. Sauf peut-être variation brusque de la vitesse de MG2 non contrôlée (ce que je ne crois pas) qui l'amenerait à dépasser celle de la roue gauche (au rapport de transmission MG2->différentiel près), la roue droite ne peut tourner en AR.

Tout cela peut aider à comprendre ce qui se passe avec une P3 qui doit faire face à un horrible trou pendant qu'elle freinait modérément en récupérant de l'électricité.

A+

 

[lc120]

Bravo pour ces explications techniques. Hier, en revenant du travail, j'ai eu le privilège de vivre ce même problème. En arrivant en bas dans le village, je ne sais pour quelle raison, une roue a décroché et j'ai été la fraction d'une seconde privé de freinage. J'ai tout de suite enfoncé la pédale de frein le plus loin possible, et j'ai récupéré de la puissance de freinage. La voiture s'est arrêtée un peu plus loin que prévu, heureusement sans heurter personne. A signaler également que la pédale était extrêmement dure quand je l'ai enfoncée le plus loin possible. Cela pourrait être dangereux dans certaines circonstances. Qu'attend Toyota pour réagir ?

 

[tino_ale]

Planétaire je ne suis pas tes explications :

Au passage ma proposition de freiner la roue droite ne sert à rien. Pour redonner du freinage électrique à gauche il faudrait fournir un couple de freinage sur la roue droite. Les plaquettes ne peuvent le faire. Une paire de plaquettes ça ne sait que dissiper de l'énergie.

Je pense que c'est faux. Je ne vois pas pourquoi la présence d'un couple soit en rapport avec le fait de "fournir" ou de "dissiper" de l'énergie. Un frein à disque qui freine sur un axe qui tourne s'oppose au mouvement et un couple est bien présent. Si je met une clé sur un boulon, que je pend un poids au bout de la clé, un couple est présent au niveau du boulon et pourtant personne ne fourni quoi que ce soit.

La première proposition était la bonne : freiner la roue droite aurait bien comme effet de freiner la roue gauche du moment que MG2 freine également.
Si on imagine que la roue droite est carrément bloquée par le frein à disque, tout la puissance de freinage de MG2 serait disponible pour ralentir la roue gauche. En freinant la roue droite on évite tout simplement la "fuite" du mouvement de rotation par cette dernière à cause du différentiel.

 

[shadoko]

D'accord avec tino_ale : une plaquette fournit bien un couple de freinage au même titre que MG2. Mais l'énergie ainsi récoltée est aussitôt dissipée en chaleur.