Brevet FR3152269A1 — publié le 20250228

L’invention concerne un procédé de contrôle de trains de roues (12, 17) d'un groupe motopropulseur d’un véhicule automobile ayant quatre roues motrices comprenant des étapes suivantes : déterminer : – une consigne de couple du conducteur ; – un ratio de répartition de ladite consigne de couple entre lesdits trains (12, 17) ; – une dérivée dudit ratio de répartition ; - si le véhicule automobile est en mode traîneau ; –des dérivées de gradients de couple à appliquer sur lesdits trains de roues (12, 17) en fonction de l’état du véhicule en mode traîneau ou non ; filtrer lesdites dérivées de gradient de couple pour éviter des oscillations sur lesdits trains (12, 17) ; et piloter les couples appliqués sur lesdits trains (12, 17) en fonction des dérivées de gradients de couples filtrées. L’invention concerne également un programme, un moyen de contrôle et un véhicule sur la base d’un tel procédé. Figure 1 PROCEDE DE CONTROLE DYNAMIQUE DE TRAINS DE VEHICULE AUTOMOBILE A QUATRE ROUES MOTRICES, MOYEN DE CONTROLE, VEHICULE ET PROGRAMME SUR LA BASE D’UN TEL PROCEDE L'invention se rapporte au domaine des véhicules électriques et des véhicules hybrides, à quatre roues motrices, ayant un train avant et un train arrière. L’invention concerne en particulier le contrôle dynamique des trains avant et arrière dans divers cas d’utilisation de ces véhicules, notamment en « mode traîneau ». Le « mode traîneau » est défini pour un tel véhicule en ce que le train avant produit un couple positif dans le sens de la marche de sorte à faire avancer le véhicule, tandis que le train arrière produit un couple négatif dans le sens inverse du couple positif faisant reculer le véhicule, mais le couple négatif ayant une valeur inférieure à celle du couple positif, le véhicule avance. La fonction de filtre d’agrément préventif est une fonction qui permet de filtrer la consigne de couple conducteur brut dans le but de diminuer fortement les oscillations de la chaîne de traction lors du passage des jeux mécaniques. Elle a donc une action de correction préventive sur les oscillations générées par ce passage des jeux mécaniques. Ainsi, cela permet d’améliorer sensiblement l’agrément longitudinal du véhicule et aussi d’en typer sa dynamique longitudinale. Sur un véhicule de type 4x4, le choix d’architecture de la fonction de filtre d’agrément préventif est très important puisque l’emplacement de l’application de la répartition calculée par la fonction des points de fonctionnement peut simplifier ou complexifier les calculs du filtre d’agrément préventif. Dans le cas du filtre d’agrément continu décrit dans la demande de brevet FR2202362, la répartition est appliquée en aval d’un filtre global de groupe motopropulseur. Dans ce cas, la synchronisation du passage de jeux ainsi que la dynamique des couples, est parfaitement contrôlée. Cependant, dans le cas du choix d’un filtre d’agrément préventif avec une application de la répartition qui se fait en amont du filtre, quelques questions concernant le contrôle de la dynamique de couple sur une répartition variable, peuvent se poser. Pour cette raison, le demandeur a déposé une demande de brevet FR2304176 concernant le contrôle antagoniste de la dynamique de couple des trains du véhicule sur une répartition variable dans le but d’avoir une seule et unique dynamique de couple alors que le véhicule comporte deux trains. Cela permet de réaliser une répartition variable sans que le conducteur ne ressente la moindre perte d’agrément et de prestation. La figure 2 montre une solution de filtre d’agrément préventif avec une répartition et un contrôle antagoniste de répartition de la demande de brevet FR2304176 susvisée. Le couple du groupe motopropulseur, un ratio de répartition et sa dérivée permettent de déterminer un gradient de consigne de couple avant et un gradient de consigne de couple arrière . La référence IVC dans la FIG. 2 concerne une commande de couple globale correspondant à l’accélération du conducteur. Ces gradients sont filtrés par des filtres d’agrément positif F AV , F AR respectifs pour obtenir des consignes filtrées. B T désigne l’activation ou non du mode traîneau. Le procédé selon l’invention commence par la détection du mode traîneau sur le véhicule 4x4, c’est-à-dire que le train avant génère un couple positif dans le sens de la marche tandis que le train arrière produit un couple négatif inférieur en avant pour que le véhicule continue d’avancer. Cela permet grâce au train arrière de recharger la batterie tout en roulant. Cependant, la dynamique de couple entre le train avant et le train arrière est très rarement la même. Cette dynamique de couple différente se ressent d’un point de vue utilisateur en ce que le véhicule peut accélérer ou ralentir de manière non voulue. Le demandeur a déposé la demande de brevet FR2304176 susvisée concernant le contrôle antagoniste de répartition, cependant cette invention ne peut s’appliquer que sur une plage de couple positive. Or sur le mode traîneau par définition le couple du train avant est positif et le couple du train arrière négatif. Dans ce cas, les équations définies dans la demande de brevet FR2304176 concernant le contrôle antagoniste de répartition ne sont plus valables et l’invention propose d’y ajouter ce cas spécifique. En effet, comme le facteur de répartition est défini entre 0 et 1, lorsqu’il y a un couple de train avant positif et un couple de train arrière négatif, il y a dans ce cas une répartition supérieure à 1 ce qui remet en cause nos équations. La FIG. 3 illustre le problème que l’on peut rencontrer sur un véhicule 4x4 si on ne contrôle pas la dynamique de couple de chaque train lors d’une activation du mode traîneau. Les équations qui définissent le contrôle antagoniste de répartition (demande co-pendante FR2304176 susvisée) sont les suivantes : où est la consigne du groupe motopropulseur ; est la dérivée du gradient de couple à appliquer sur le train avant ; est la dérivée du gradient de couple à appliquer sur le train arrière ; est le ratio de répartition définit comme suit avec Te un temps dit d’échantillonnage) : et . Le temps d'échantillonnage est le temps de calcul de la fonction ou selon le cas. Par exemple, un temps Te de 10ms signifie que toutes les 10ms on calcule la fonction et donc on met à jour la valeur. On remarque bien que le contrôle antagoniste de répartition qui est défini par les équations ci-dessus n’est pas valable dans ce cas du mode traîneau. En effet, le ratio de répartition est borné entre 0 et 1 et ceci pour robustifier le contrôle antagoniste de répartition puisque sinon le gradient de couple serait supérieur à ce que fait réellement le train avant. Cependant, dans le cas du mode traîneau le ratio de répartition est supérieur à 1. Ainsi, l’équation n’est pas valide dans ce cas spécifique puisque les gradients de couple et donc le bilan de couple seront erronés. C’est ce que l’on met en évidence dans les graphiques de la FIG. 3 . Le gradient de couple du train arrière vaut 0 Nm/s. Comme le taux de répartition est limité à 1 alors que le gradient de couple du train avant n’est pas limité. Ici on voit bien le problème généré par la limitation du taux de répartition. Un objectif de la présente invention est de remédier aux défauts de l’art antérieur, et notamment de proposer une solution de contrôle antagoniste de véhicule électrique ou hybride à quatre roues motrices notamment en mode traîneau c’est-à-dire lorsque le train avant produit un couple positif dans le sens de la marche tandis que le train arrière produit un couple négatif inférieur en avant pour que le véhicule continue d’avancer. Pour atteindre cet objectif, l’invention propose un procédé de contrôle d’un train de roues avant et d’un train de roues arrière d'un groupe motopropulseur d’un véhicule automobile ayant quatre roues motrices comprenant les étapes suivantes : – déterminer une consigne de couple du conducteur ; – déterminer un ratio de répartition de la consigne de couple du conducteur entre le train de roues avant et le train de roues arrière ; le procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : – déterminer une dérivée du ratio de répartition ; - déterminer si le véhicule automobile est en mode traîneau ; – déterminer une dérivée d’un gradient de couple à appliquer sur le train de roues avant et une dérivée d’un gradient de couple à appliquer sur le train de roues arrière, la dérivée du gradient de couple à appliquer sur le train de roues avant et la dérivée du gradient de couple à appliquer sur le train de roues arrière étant fonction de la consigne de couple du conducteur, du ratio de répartition et de la dérivée du ratio de répartition déterminés dans le cas où le véhicule automobile est en mode traîneau ; et dans le cas contraire, la dérivée du gradient de couple à appliquer sur le train de roues arrière est plutôt fonction de la dérivée du gradient de couple à appliquer sur le train de roues avant ; – filtrer la dérivée du gradient de couple à appliquer sur le train de roues avant et la dérivée du gradient de couple à appliquer sur le train de roues arrière pour éviter des oscillations sur lesdits trains de roues avant et arrière ; – piloter un couple appliqué sur le train de roues avant en fonction de la dérivée du gradient de couple à appliquer sur le train de roues avant filtrée et un couple appliqué sur le train de roues arrière en fonction de la dérivée du gradient de couple à appliquer sur le train de roue arrière filtrée. Avantageusement, l’invention rend robuste la réalisation de la demande de couple conducteur même en mode traîneau. Elle permet de sécuriser l’ensemble de la dynamique de couple de chaque train lorsqu’il y a un changement de répartition, une activation du mode traîneau, et donc la stabilité du véhicule. En outre, l’invention participe à l’amélioration de la prestation d’agrément longitudinal du véhicule. Elle améliore l’efficacité énergétique du groupe motopropulseur puisque le mode traîneau permet de recharger la batterie à l’aide du train arrière tout en roulant sans que le conducteur ne le perçoive. Selon une variante, la dérivée du gradient de couple à appliquer sur le train de roues avant est déterminée au moyen de la formule : ; où est la consigne du groupe motopropulseur ; est la dérivée du gradient de couple à appliquer sur le train avant ; est la dérivée du gradient de couple à appliquer sur le train arrière ; est un ratio de répartition défini comme suit : ; ; et est un temps de calcul de la fonction . Cela permet d’obtenir une valeur précise de la dérivée du gradient de couple à appliquer sur le train avant. Selon une variante, si le véhicule n’est pas en mode traîneau, alors la dérivée du gradient de couple à appliquer sur le train de roues arrière est déterminée au moyen de la formule : ; où est la consigne du groupe motopropulseur ; est la dérivée du gradient de couple à appliquer sur le train avant ; est la dérivée du gradient de couple à appliquer sur le train arrière ; est un ratio de répartition défini comme suit : ; ; et est un temps de calcul de la fonction . Cela permet d’obtenir une valeur précise de la dérivée du gradient de couple à appliquer sur le train arrière dans le cas spécifique où le véhicule n’est pas en mode traîneau. Selon une variante, si le véhicule est en mode traîneau, alors la dérivée du gradient de couple à appliquer sur le train de roues arrière est déterminée au moyen de la formule : , où est la dérivée du gradient de couple à appliquer sur le train avant ; et est la dérivée du gradient de couple à appliquer sur le train arrière. Cela permet d’obtenir une valeur précise de la dérivée du gradient de couple à appliquer sur le train arrière dans le cas spécifique où le véhicule est en mode traîneau. Selon une variante, l’étape consistant à filtrer la dérivée du gradient de couple à appliquer sur le train de roues avant et la dérivée du gradient de couple à appliquer sur le train de roues arrière est réalisée respectivement au moyen d’un premier moyen de filtrage, et d’un deuxième moyen de filtrage. Cela permet de filtrer la consigne de couple conducteur pour limiter au mieux les oscillations de la chaîne de traction causées par une traversée des jeux mécaniques. Selon une variante, les étapes sont mises en œuvre par un moyen de contrôle. Cela permet de réaliser un contrôle par le moyen de contrôle faisant partie du groupe motopropulseur. L’invention porte en outre sur un moyen de contrôle mettant en œuvre le procédé de contrôle selon l’invention. Un autre objet de l’invention concerne un véhicule automobile mettant en œuvre le procédé de contrôle selon l’invention. L'invention a en outre trait à un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé de contrôle selon l'invention, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur. L'invention sera davantage détaillée par la description de modes de réalisation non limitatifs, et sur la base des figures annexées illustrant des variantes de l'invention, dans lesquelles : - FIG. 1 illustre schématiquement un groupe motopropulseur d'un véhicule automobile à quatre roues motrices, convenant à la mise en œuvre du procédé selon l’art antérieur et du procédé selon l’invention ; - FIG. 2 illustre schématiquement une répartition de consignes de couple convenant à la mise en œuvre du procédé selon l’art antérieur et du procédé selon l’invention ; - FIG. 3 illustre schématiquement des évolutions dans le temps de paramètres de contrôle antagoniste de train avant et de train arrière dans le cadre d’un procédé selon l’art antérieur ; et - FIG. 4 illustre schématiquement des évolutions dans le temps de paramètres de contrôle antagoniste de train avant et de train arrière dans le cadre d’un procédé selon l’invention. Le demandeur a conçu une détection du cas du mode traîneau dans le but d’activer une stratégie spécifique pour le contrôle antagoniste en mode traîneau. En particulier, il est prévu d’ajouter à la stratégie de contrôle antagoniste de la demande de brevet co-pendante FR2304176, une stratégie qui permet de détecter le mode traîneau. Cela permet de contrôler la dynamique de couple de chaque train dans ce cas spécifique ; et de respecter le bilan de couple et ainsi réaliser la demande de couple conducteur et la demande de recharge de la batterie par le train arrière. Un véhicule convenant à l’invention est illustré en FIG. 1 . Il comprend : - des moyens de contrôle 11 comportant par exemple au moins un processeur et au moins une mémoire stockant des instructions logicielles pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention ; - un groupe motopropulseur 10 de type hybride, comportant un train de roues avant 12 comprenant un moteur thermique 13 et un premier moteur électrique de traction 14 ; et un train de roues arrière 17 muni d’un deuxième moteur électrique de traction 18 associé à un réducteur de vitesse 19 et un dispositif 20 de couplage et de découplage du deuxième moteur électrique de traction 18 avec les roues arrière du groupe motopropulseur 10 ; - un dispositif 15 de couplage et de découplage permettant d'assurer sélectivement le couplage et le découplage du moteur thermique 13 et/ou du premier moteur électrique de traction 14 avec le train de roues avant 12, le dispositif 15 de couplage et de découplage prenant la forme d'une boîte de vitesses afin de pouvoir isoler le premier moteur électrique de traction 14 par rapport au moteur thermique 13 lors d'un mode de roulage électrique pur, un embrayage 16 étant interposé entre le moteur thermique 13 et le premier moteur électrique de traction 14. Le dispositif 20 de couplage et de découplage peut être constitué par un dispositif à crabot, un embrayage ou une boîte de vitesses. Dans le cadre de l’invention, dans un premier temps on détecte que le groupe motopropulseur 10 est en mode traîneau. On observe le signe du couple du train avant et du train arrière tout en regardant si le train arrière est déclaré en-dessous des jeux. La référence B désigne généralement un état. La détermination du signe peut être faite par les formules suivantes : ; ; ; Si = « + » alors 1, sinon ; Si = « + » alors 1, sinon , où désigne un état positif du train avant ; désigne un état négatif du train arrière ; désigne un état de mode traîneau ; et désigne un état sous les jeux. Une fois le mode traîneau détecté on applique la stratégie spécifique de contrôle de la dynamique de couple de chaque train. Le train avant garde sa dynamique de couple puisque le taux de répartition est saturé à 1 en mode traîneau. Sur le train arrière on prend aussi cette valeur de dynamique de couple du train avant où l’on applique le signe « - » pour obtenir une dynamique de couple antagoniste, et ainsi que cela soit transparent pour l’utilisateur (pas de dégradation de la prestation et de l’agrément). Lorsque 1 ( , alors le mode traîneau détecté. Alors ; et Ainsi, le taux de répartition pour le mode traîneau vaut 1. La formule est utilisable comme équation de la dynamique de couple du train avant en mode traîneau (car le train avant a une plage de couple positive). La formule n’est pas utilisable comme équation de la dynamique de couple du train arrière en mode traîneau puisqu’on demande un couple négatif. Ainsi, en cas de mode traîneau , la dynamique de couple du train arrière vaut : Avec un ajout de cette dernière formule à la stratégie de contrôle antagoniste de répartition le procédé est robuste et adapté à toutes les situations de vie du groupe motopropulseur. Sur les graphes de la FIG. 4 , on peut voir que cette stratégie pour le contrôle antagoniste des couples lors du mode traîneau résout bien la problématique évoquée précédemment. Les gradients maximum et minimum du groupe motopropulseur sont déterminés à partir de tables calibrables (les mêmes cartes que pour la stratégie du contrôle antagoniste de répartition). Cela permet de toujours se calibrer sur la dynamique de l’axe le plus lent pour que la dynamique antagoniste soit la même et que le conducteur ne le perçoive pas à la conduite. Les variations de vitesse de véhicule et même les sensations de désagrément de l’utilisateur ne sont plus présentes. Le processus de calcul du contrôle antagoniste de répartition avec l’intégration de l’ajout pour le mode traîneau se fait selon le schéma de la FIG. 2 . Procédé de contrôle d’un train de roues avant (12) et d’un train de roues arrière (17) d'un groupe motopropulseur d’un véhicule automobile ayant quatre roues motrices comprenant les étapes suivantes : – déterminer une consigne de couple du conducteur ; – déterminer un ratio de répartition de la consigne de couple du conducteur entre le train de roues avant (12) et le train de roues arrière (17) ; le procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : – déterminer une dérivée du ratio de répartition ; - déterminer si le véhicule automobile est en mode traîneau ; – déterminer un gradient de couple à appliquer sur le train de roues avant (12) et un gradient de couple à appliquer sur le train de roues arrière (17) ; – filtrer le gradient de couple à appliquer sur le train de roues avant (12) et le gradient de couple à appliquer sur le train de roues arrière (17) pour éviter des oscillations sur lesdits trains de roues avant (12) et arrière (17) ; – piloter un couple appliqué sur le train de roues avant (12) en fonction du gradient de couple à appliquer sur le train de roues avant (12) filtrée et un couple appliqué sur le train de roues arrière (17) en fonction du gradient de couple à appliquer sur le train de roue arrière (17) filtrée, caractérisé en ce que le gradient de couple à appliquer sur le train de roues avant (12) est déterminé au moyen de la formule : ; où est la consigne du groupe motopropulseur ; est le gradient de couple à appliquer sur le train avant ; est le gradient de couple à appliquer sur le train arrière ; est un ratio de répartition défini comme suit : ; ; et est un temps de calcul de la fonction , en ce que si le véhicule n’est pas en mode traîneau, alors le gradient de couple à appliquer sur le train de roues arrière (17) est déterminé au moyen de la formule : ; où est en outre un temps de calcul de la fonction , et en ce que si le véhicule est en mode traîneau, alors le gradient de couple à appliquer sur le train de roues arrière (17) est déterminé au moyen de la formule : . Procédé de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que, l’étape consistant à filtrer le gradient de couple à appliquer sur le train de roues avant (12) et le gradient de couple à appliquer sur le train de roues arrière (17) est réalisée respectivement au moyen d’un premier moyen de filtrage (F AV ), et d’un deuxième moyen de filtrage (F AR ). Procédé de contrôle selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que, les étapes sont mises en œuvre par un moyen de contrôle (11). Moyen de contrôle (11) mettant en œuvre le procédé de contrôle selon la revendication 3. Véhicule automobile mettant en œuvre le procédé de contrôle selon l’une quelconque des revendications 1 à 3. Programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé de contrôle selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.