Brevet FR3078304A1 — publié le 20190830

«PROCEDE DE GESTION DES COUPLES APPLIQUES SUR LES TRAINS ROULANTS DE VÉHICULES COMPRENANT CHACUN UNE MOTORISATION» [0001] La présente invention concerne un procédé de gestion des couples appliqués sur le train avant et le train arrière d'un véhicule automobile comprenant chacun une motorisation, ainsi qu'un véhicule automobile comportant des moyens mettant en oeuvre un tel procédé de gestion. [0002] Certains véhicules automobiles disposent d'une motorisation sur chaque train roulant, pouvant comporter en particulier une motorisation thermique sur l'avant et une motorisation électrique sur l'arrière pour réaliser un véhicule à traction hybride. [0003] Ces véhicules peuvent comporter de plus un programme électronique de stabilité, appelé « ESP » pour « Electronic Stability Program » en langue anglaise, qui utilise un système de contrôle des freins du véhicule et un système de gestion des motorisations afin de limiter les glissements des roues pouvant compromettre la motricité ou la stabilité du véhicule. [0004] En particulier le programme ESP peut sur un train roulant lors d'un freinage voulu par le conducteur demander à une fonction de régulation du couple moteur, appelée « MSR » pour « Motor Schleppmoment Regelung» en langue allemande, d'augmenter légèrement le couple délivré par le moteur de ce train, par exemple en augmentant la vitesse de ralenti du moteur thermique, afin de réduire le frein moteur appliqué sur les roues en cas de freinage trop important des roues pouvant entraîner leur blocage. [0005] A l'inverse le programme ESP peut sur un train roulant lors d'une accélération voulue par le conducteur demander à une fonction de régulation du couple de freinage, appelée « ASR » pour « Anti Slip Regulation » en langue anglaise, de diminuer le couple délivré par la motorisation ou d'appliquer un freinage avec les freins des roues, afin de limiter le couple moteur sur ces roues pour éviter leur patinage. [0006] Toutefois l'action de ces fonctions sur un train roulant peut amener un effet opposé à celui appliqué sur l'autre train roulant par sa motorisation ou ses freins. En particulier on peut obtenir un freinage sur un train roulant et une accélération sur l'autre train roulant, ce qui conduit à une instabilité du véhicule, donnant un sentiment d'insécurité pour le conducteur. 2 [0007] De plus ces effets contraires d'accélération sur un train et de freinage sur l'autre entraînent des pertes d'énergie. On peut obtenir en particulier une production d'énergie électrique par la motorisation électrique d'un train roulant appliquant un freinage, et une consommation d'énergie électrique par une deuxième motorisation électrique de l'autre 5 train roulant, conduisant à un rendement énergétique global qui n'est pas optimal. [0008] Par ailleurs un procédé connu présenté notamment par le document FR-A1- 2799417, de contrôle de deux motorisations agissant chacune sur un train roulant d'un véhicule automobile, comprenant une motorisation électrique sur le train arrière, réalise un contrôle de la distribution des couples sur les deux trains suivant la force de traction du 10 véhicule souhaité, en particulier au démarrage du véhicule. [0009] Ce procédé connu réalise notamment suivant l'état statique et dynamique du véhicule, une répartition de couple entre les deux trains roulants donnant une somme de couple correspondant à la demande du conducteur, et permettant d'éviter des pertes d'adhérence sur ces roues ainsi qu'une sollicitation trop forte de la motorisation électrique. 15 Toutefois ce procédé ne présente pas de solution dans le cas d'un contrôle avec un programme ESP demandant des couples de signes opposés sur les deux trains roulants. [0010] La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. [0011] Elle propose à cet effet un procédé de gestion des couples appliqués sur les 20 trains roulants avant et arrière d'un véhicule automobile comprenant chacun une motorisation, ce véhicule disposant d'un programme électronique de stabilité ESP de limitation du glissement des roues, demandant sur chaque train roulant pour limiter le blocage lors d'une demande de freinage du conducteur, d'augmenter le couple délivré par sa motorisation, ou pour limiter le patinage lors d'une demande d'accélération du 25 conducteur, de diminuer le couple délivré par sa motorisation ou d'appliquer un freinage sur les freins de ses roues, ce procédé étant remarquable en ce que pendant l'activation du programme électronique de stabilité ESP, en cas de consigne de freinage sur un premier train roulant, ou respectivement d'accélération sur ce premier train roulant, il applique une consigne de couple négatif saturé à la valeur nulle sur le deuxième train 30 roulant, ou respectivement il applique une consigne de couple positif saturé à la valeur nulle sur ce deuxième train roulant. 3 [0012] Un avantage de ce procédé est qu'avec la saturation à une valeur nulle de la consigne négative de freinage, ou respectivement positive d'accélération, du deuxième train roulant, on ne peut plus obtenir des consignes opposées entre les deux trains. La stabilité du véhicule est améliorée, le rendement énergétique est optimisé. 5 [0013] Le procédé de gestion suivant l'invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. [0014] Avantageusement, la motorisation du deuxième train comprenant un moteur électrique de traction, pendant l'activation du programme de stabilité ESP, en cas de consigne de freinage sur le premier train le procédé envoie une consigne de couple de 10 freinage avec le moteur électrique sur le deuxième train comprenant une valeur négative ou nulle. [0015] Avantageusement, la motorisation du deuxième train comprenant une machine électrique de traction, pendant l'activation du programme de stabilité ESP, en cas de consigne d'accélération sur le premier train le procédé envoie une consigne de couple 15 d'accélération avec le moteur électrique sur le deuxième train comprenant une valeur positive ou nulle. [0016] Avantageusement, le programme de stabilité ESP commande une fonction de régulation du couple MSR d'un moteur thermique de traction, qui augmente la vitesse de ralenti de ce moteur thermique afin de réduire son frein moteur en cas de risque de 20 blocage des roues entraînées par ce moteur. [0017] Avantageusement, le programme de stabilité ESP commande une fonction de régulation du couple de freinage ASR, qui sur un train roulant diminue le couple délivré par sa motorisation ou applique un freinage avec les freins des roues, afin de limiter le couple moteur sur ses roues pour éviter leur patinage. 25 [0018] L'invention a de plus pour objet un véhicule automobile comprenant une motorisation sur chaque train roulant, remarquable en ce qu'il comporte des moyens mettant en oeuvre un procédé de gestion des couples appliqués sur les trains avant et arrière comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. [0019] En particulier, la motorisation du train avant peut comporter un moteur thermique 30 et la motorisation du train arrière une machine électrique de traction. 4 [0020] L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention, et dans lesquels : 5 - la figure 1 est un schéma d'un véhicule automobile comprenant une motorisation sur chaque train roulant, mettant en oeuvre un procédé de gestion selon l'invention ; - les figures 2 et 3 sont des graphiques présentant en fonction du temps, un procédé respectivement suivant l'art antérieur et suivant l'invention, de gestion des couples des motorisations de ce véhicule dans le cas d'une demande de freinage du conducteur ; et 10 - les figures 4 et 5 sont des graphiques présentant en fonction du temps, un procédé respectivement suivant l'art antérieur et suivant l'invention, de gestion des couples des motorisations dans le cas d'une demande d'accélération du conducteur. [0021] La figure 1 présente un véhicule comportant à l'avant un moteur thermique 2 entraînant une boîte de vitesses 4, qui est reliée aux deux roues avant motrices 6 par des 15 arbres de roue avant 8. De la même manière une machine électrique 10 entraîne une transmission 12 qui est reliée aux deux roues arrière motrices 14 par des arbres de roue arrière 16. [0022] Un calculateur électronique de gestion des groupes motopropulseurs 18 délivre des consignes de couple pour chaque motorisation 2, 10, afin de répondre à la demande 20 du conducteur tout en optimisant la consommation énergétique globale. Pour chaque train roulant un programme électronique de stabilité ESP utilise une fonction de régulation du couple moteur MSR pour modifier le couple délivré par chaque motorisation 2, 10, afin d'éviter un blocage des roues lors d'un freinage demandé par le conducteur. [0023] De manière similaire pour chaque train roulant le programme électronique de 25 stabilité ESP utilise aussi une fonction de régulation du couple de freinage ASR pour diminuer le couple délivré par sa motorisation 2, 10 ou appliquer un freinage avec les freins de roue, afin d'éviter un patinage de ces roues lors d'une accélération demandée par le conducteur. [0024] Sur un véhicule équipé de deux trains moteurs, la volonté du conducteur est 30 répartie entre ces deux trains. Par défaut on établit une cible de couple à réaliser par le 5 train arrière, puis en tenant compte de la répartition du couple sur les deux trains, le reste de la volonté du conducteur est alors réalisé par le train avant. [0025] Lors d'une demande du conducteur pour un freinage suffisamment élevé, le programme électronique de stabilité ESP active la fonction de régulation du couple 5 moteur MSR afin d'empêcher le blocage des roues. Pour cela il envoie une consigne de couple sur un train dont les roues pourraient se bloquer, afin de diminuer le couple négatif venant de la stratégie de répartition entre les deux trains. [0026] D'une manière similaire lors d'une demande du conducteur pour une accélération suffisamment élevée, le programme électronique de stabilité ESP active la fonction de 10 régulation du couple de freinage ASR afin d'empêcher le patinage des roues, qui envoie une consigne de couple pour diminuer le couple positif venant de la stratégie de répartition. [0027] Dans certains cas le couple demandé sur un train roulant par la fonction de régulation de couple moteur MSR, ou respectivement de couple de freinage ASR, peut 15 devenir positif, ou respectivement négatif. Le programme électronique de stabilité ESP étant prioritaire, ce couple est alors rejeté sur l'autre train roulant en donnant deux couples de signes opposés sur les deux trains. [0028] L'invention consiste à saturer la consigne positive de la fonction de régulation du couple moteur MSR, ou respectivement la consigne négative de la fonction de couple de 20 freinage ASR, à la valeur nulle pour éviter deux couples de signes opposés. Par calibration, il est possible de décider si la saturation de la consigne est appliquée sur le train avant ou le train arrière. [0029] Les figures 2, 3, 4 et 5 présentent en fonction du temps t, en partie supérieure une courbe d'activation 20 du programme électronique de stabilité ESP, qui est désactivé 25 au niveau 0 et activé au niveau 1. La partie inférieure présente différents couples C sur chaque train roulant, ramenés au niveau des roues de ce train, qui peuvent être positifs en formant un couple moteur accélérant le véhicule ou négatifs en formant un couple de freinage décélérant ce véhicule. [0030] En particulier une première courbe représente la demande du conducteur 22 de 30 couple positif d'accélération ou négatif de freinage du véhicule. Une deuxième courbe de couple de train avant 24 représente le couple total appliqué sur le train avant, une troisième courbe de couple non saturé de train arrière 26 représente le couple total 6 appliqué sur le train arrière avec un procédé de gestion selon l'art antérieur, et une quatrième courbe de couple saturé de train arrière 30 représente le couple total appliqué sur le train arrière avec un procédé de gestion selon l'invention. Le couple total appliqué sur le train arrière est donné par la machine électrique 10 et par les freins des roues 5 arrière 14. [0031] La figure 2 présente à partir de l'instant tO une demande du conducteur de freinage du véhicule de plus en plus fort, le couple de demande du conducteur 22 décroît régulièrement jusqu'à l'instant tl pour exprimer le couple négatif croissant à appliquer sur l'ensemble des roues 6, 14 du véhicule. 10 [0032] A l'instant tO on a déjà un couple de freinage donné par la machine électrique arrière 10 pour récupérer une énergie électrique, le couple non saturé de train arrière 26 présente une valeur constante négative Cl. A partir de l'instant tO le frein moteur du moteur thermique 2 et les freins des roues avant agissent, le couple de train avant 24 décroît régulièrement, pour en s'ajoutant à la valeur négative Cl de couple non saturé de 15 train arrière 26, progresser vers le freinage du véhicule répondant à la demande du conducteur 22. [0033] A l'instant tl le couple de freinage sur le train arrière est trop important avec un risque de blocage des roues arrière. Le programme électronique de stabilité ESP est activé en passant au niveau 1. La machine électrique arrière 10 diminue instantanément 20 son couple négatif non saturé de train arrière 26 pour atteindre la valeur négative 03 qui rejoint le couple de train avant 24. [0034] On a ensuite une remontée progressive du couple négatif non saturé de train arrière 26, correspondant à la descente progressive du couple de train avant 24 de manière à obtenir un freinage total du véhicule correspondant à la demande du 25 conducteur 22 qui est stable au niveau 02. [0035] A l'instant t3 le couple non saturé de train arrière 26 se stabilise à une valeur faiblement positive 04, compensée par un couple de train avant 24 au niveau 05 qui est légèrement en dessous du niveau 02 de la demande du conducteur 22, pour obtenir cette demande. On a alors une opposition des couples, le couple étant positif sur le train arrière 30 et négatif sur le train avant. [0036] Cette situation donnant à la fois un freinage du train avant et une accélération du train arrière peut être ressentie par le conducteur. De plus on obtient un mauvais 7 rendement énergétique global du véhicule, qui est pénalisé par la consommation d'énergie de la machine électrique arrière 10. [0037] La figure 3 présente le couple négatif saturé de train arrière 30, qui est saturé à la valeur maximum nulle, pour rester négatif ou nul. On obtient alors après l'instant t2 un 5 couple de train avant 24 restant négatif à la valeur constante 02 qui est précisément la valeur demandée par le conducteur, le train arrière n'ajoutant pas de couple moteur positif. [0038] On n'a plus d'opposition entre les couples appliqués sur les deux trains roulants, ce qui stabilise le véhicule et optimise la consommation énergétique. 10 [0039] La figure 4 présente à partir de l'instant tO une demande du conducteur d'accélération du véhicule de plus en plus forte, le couple de demande du conducteur 22 s'accroît régulièrement jusqu'à l'instant tl pour exprimer le couple positif croissant à appliquer sur l'ensemble des roues 6, 14 du véhicule. [0040] A l'instant tO on a déjà un couple d'accélération donné par la machine électrique 15 arrière 10, le couple non saturé de train arrière 26 présente une valeur constante positive Cl. A partir de l'instant tO le moteur thermique agit, le couple de train avant 24 augmente régulièrement de manière, pour en s'ajoutant à la valeur positive Cl de couple non saturé de train arrière 26, progresser vers l'accélération du véhicule répondant à la demande du conducteur 22. 20 [0041] A l'instant tl le couple d'accélération sur le train arrière est trop important avec un risque de patinage des roues arrière. Le programme électronique de stabilité ESP est activé en passant au niveau 1. La machine électrique arrière 10 diminue instantanément son couple positif non saturé de train arrière 26, pour atteindre la valeur positive 03 qui rejoint le couple de train avant 24. 25 [0042] On a ensuite une descente progressive du couple positif non saturé de train arrière 26, correspondant à la montée progressive du couple de train avant 24 de manière à obtenir une accélération totale du véhicule correspondant à la demande du conducteur 22 qui est stable au niveau 02. [0043] A l'instant t3 le couple non saturé de train arrière 26 se stabilise à une valeur 30 faiblement négative 04, compensée par un couple de train avant 24 au niveau 05 qui est légèrement au-dessus du niveau 02 de la demande du conducteur 22, pour obtenir cette 8 demande. On a alors une opposition des couples, le couple étant négatif sur le train arrière et positif sur le train avant. [0044] Cette situation donnant à la fois une accélération du train avant et un freinage du train arrière peut être ressentie par le conducteur. De plus on obtient un mauvais 5 rendement énergétique global du véhicule, qui est pénalisé par la consommation d'énergie de la machine électrique arrière 10. [0045] La figure 5 présente le couple saturé de train arrière 30, qui est saturé à la valeur minimum nulle pour rester positif ou nul. On obtient alors après l'instant t2 un couple de train avant 24 restant positif à la valeur constante C2 qui est précisément celle demandée 10 par le conducteur, le train arrière n'ajoutant pas de couple moteur négatif. On n'a plus d'opposition entre les couples appliqués sur les deux trains roulants. [0046] On réalise avec le procédé de gestion selon l'invention, de manière simple et économique, avec seulement des compléments de logiciels installés dans un calculateur existant, une amélioration du bilan énergétique global du véhicule, ainsi qu'une REVENDICATIONS1. Procédé de gestion des couples appliqués sur les trains roulants avant et arrière d'un véhicule automobile comprenant chacun une motorisation (2, 10), ce véhicule disposant d'un programme électronique de stabilité ESP de limitation du glissement des roues (6, 14), demandant sur chaque train roulant pour limiter le blocage lors d'une demande de freinage du conducteur, d'augmenter le couple délivré par sa motorisation (2, 10), ou pour limiter le patinage lors d'une demande d'accélération du conducteur, de diminuer le couple délivré par sa motorisation (2, 10) ou d'appliquer un freinage sur les freins de ses roues (6, 14), caractérisé en ce que pendant l'activation du programme électronique de stabilité ESP, en cas de consigne de freinage sur un premier train roulant, ou respectivement d'accélération sur ce premier train roulant, il applique une consigne de couple négatif saturé à la valeur nulle (30) sur le deuxième train roulant, ou respectivement il applique une consigne de couple positif saturé à la valeur nulle (30) sur ce deuxième train roulant. 2. Procédé de gestion selon la revendication 1, la motorisation du deuxième train (10) comprenant un moteur électrique de traction, caractérisé en ce que pendant l'activation du programme de stabilité ESP, en cas de consigne de freinage sur le premier train il envoie une consigne de couple de freinage avec le moteur électrique sur le deuxième train comprenant une valeur négative ou nulle. 3. Procédé de gestion selon la revendication 1 ou 2, la motorisation du deuxième train (10) comprenant une machine électrique de traction, caractérisé en ce que pendant l'activation du programme de stabilité ESP, en cas de consigne d'accélération sur le premier train il envoie une consigne de couple d'accélération avec le moteur électrique sur le deuxième train comprenant une valeur positive ou nulle. 4. Procédé de gestion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le programme de stabilité ESP commande une fonction de régulation du couple MSR d'un moteur thermique de traction (2), qui augmente la vitesse de ralenti de ce moteur thermique afin de réduire son frein moteur en cas de risque de blocage des roues entraînées par ce moteur (6). 5. Procédé de gestion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le programme de stabilité ESP commande une fonction de régulation du couple de freinage ASR, qui sur un train roulant diminue le couple délivré 10 par sa motorisation (2, 10) ou applique un freinage avec les freins des roues, afin de limiter le couple moteur sur ses roues (6, 14) pour éviter leur patinage. 6. Véhicule automobile comprenant une motorisation (2, 10) sur chaque train roulant, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens mettant en oeuvre un procédé de gestion 5 des couples appliqués sur les trains avant et arrière selon l'une quelconque des revendications précédentes. 7. Véhicule automobile selon la revendication 6, caractérisé en ce que la motorisation du train avant (2) comporte un moteur thermique et la motorisation du train arrière (10) une machine électrique de traction.