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EP2021216A1 - Dispositif et procede de controle des efforts sur un vehicule a quatre roues motrices - Google Patents

Dispositif et procede de controle des efforts sur un vehicule a quatre roues motrices

Info

Publication number
EP2021216A1
EP2021216A1 EP07766106A EP07766106A EP2021216A1 EP 2021216 A1 EP2021216 A1 EP 2021216A1 EP 07766106 A EP07766106 A EP 07766106A EP 07766106 A EP07766106 A EP 07766106A EP 2021216 A1 EP2021216 A1 EP 2021216A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicle
longitudinal force
fxar
value
sat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07766106A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Xavier Claeys
Philippe Pognant-Gros
Richard Pothin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SA
Renault SAS
Original Assignee
Renault SA
Renault SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SA, Renault SAS filed Critical Renault SA
Publication of EP2021216A1 publication Critical patent/EP2021216A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60W30/02—Control of vehicle driving stability
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    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/18172—Preventing, or responsive to skidding of wheels
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the device comprises a force distribution means which distributes the longitudinal force to the rear axle calculated by one of the calculation means in two forces: a rear longitudinal force left for the left rear wheel of the vehicle, and a right rear longitudinal force for the right rear wheel of the vehicle whose values are calculated so as to satisfy the stability conditions of the vehicle and the driving situation detected.
  • FIG. 1 is a diagram of the vehicle comprising a device for controlling the saturation of the forces according to the invention
  • FIG. 2 is a flowchart of the method for controlling the saturation of the forces according to the invention
  • a hybrid vehicle shown in a particular embodiment of the invention in Figure 1, comprises a heat engine 20, mechanically coupled to the drive wheels of a front train AV of the vehicle.
  • a device 28 for controlling the saturation of the forces or torques of the drive wheels according to the invention is arranged in the vehicle.
  • I l makes it possible to vary the saturation of the force or the torque applied to the rear axle AR of the vehicle so as to compensate for any falls in torque to the wheels of the vehicle that may occur for example when changing gear.
  • the front 12 and rear 14 differentials also comprise means for distributing the drive and braking torques imposed by the device for controlling the saturation of the forces 28 and in particular for the rear axle AR.
  • FIG. 1 A particular embodiment of the device 28 for controlling the saturation of the forces of the invention is shown more precisely in FIG.
  • - vehicle dynamics and ground-link parameters longitudinal and lateral acceleration and four-wheel speeds, vehicle acceleration and overall speed, yaw rate, effort or overall driving torque, effort or torque to front and rear AR trains.
  • the detection block 44 of the rolling mode parameters makes it possible to evaluate from the engine data whether the vehicle is in the acceleration, deceleration or running phase with a load, for example, if it starts the rise of a coast, etc.
  • the estimating block 48 of the forces comprises means for measuring or estimating the forces applied to each wheel, longitudinal forces Fxav, Fxar and vertical Fzav, Fzar respectively of the front and rear axles AR, which are the orthogonal projection on an axis longitudinal and a vertical axis a total effort, Ftotale, requested by the driver, through the detection of the position of the pedals.
  • the calculation block 52 comprises means for calculating, from the driving situation, wheel forces and the speed of each wheel, a value adapted to the longitudinal force Fxar sat applied to the rear axle AR.
  • the longitudinal longitudinal force value Fxar_sat is then transmitted to the distribution block Left / Right 54 which distributes the force to the left wheel G and right D of the rear axle AR according to the driving situation. For example, if the vehicle approaches a right turn, the amount of braking on the outer wheels, the left wheels G, is greater than the inner wheels, the right wheels D, in the case of a sub-turning vehicle.
  • the distribution block 54 thus calculates a longitudinal force value for the right rear wheel, Fxar_sat_D, and a longitudinal force value for the left rear wheel Fxar_sat_G, values which depend on the driving situation.
  • the interval of the lowest values corresponds to very small values (absolute) of longitudinal force Fxav, a phenomenon which is generally referred to as a "torque hole" where the forces (or torques) on the front axle AV drop sharply when example of a change of report.
  • This saturated longitudinal force calculation technique makes it possible, depending on the driving situation, to authorize or not the compensation of a torque hole or the recovery of energy, by making the rear electric motor 24 work in current generating mode. to recharge the energy storage element 26, in the case where there would be no or very little longitudinal force, Fxav, applied to the front axle AV, where the value of the longitudinal force Fxav to the front axle AV is in the range of the lowest values.
  • the second verification means 62 controls the first calculation sub-block 68, described above, which calculates a longitudinal longitudinal force velocity Fxar_sat which satisfies the group of equations 2. The value of longitudinal force Fxar sat thus calculated is then distributed as a function of the driving situation by the distribution block 54.
  • the signals Fav and Far thus calculated or estimated are then transmitted to a control step S3 of the value of the longitudinal force Fxar to the rear axle AR and which implements the means of the first verification sub-block 60.
  • the verification step S5 checks whether the value of the longitudinal force Fxav AV forward train is in a range of the lowest values of Fxav, delimited by two threshold values, SeuiM and Seuil2.
  • Step S6 executes a command which makes it possible to calculate a saturated value of the longitudinal force Fxar_sat to the train AR which takes into account the force Fav applied to the train AV and the various parameters of the vehicle which reflect the driving situation, the condition of the roadway and the driver's will.
  • step S8 the method returns to the beginning of the program to execute step S1 again.
  • Fxar sat must respect the fact that the sum of the longitudinal forces on the front and rear traps does not exceed not a guideline of longitudinal force, Fxtotale, imposed by the driver.
  • the second criterion is that a potential of adhesion of the rear axle AR, defined as being the ratio of the longitudinal force on the vertical force on the rear axle AR is never superior (in absolute value) to a potential of adhesion of the front axle AV.
  • the calculation step S7 therefore calculates a longitudinal force to the saturated rear axle AR Fxar sat which solves the group of equations 2.

Landscapes

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Abstract

L'invention concerne un dispositif (28) et un procédé mettant en oeuvre les moyens du dispositif de contrôle des efforts ou des couples d'un véhicule automobile à quatre roues motrices comportant deux trains, un train avant (AV) et un train arrière (AR), pour imposer un effort ou un couple adapté à la situation de conduite à au moins une roue d'un train du véhicule qui comporte; un moyen pour détecter la situation de conduite; et un moyen de calcul pour calculer, à partir du moyen de détection de la situation de conduite, un effort longitudinal ou un couple pour entraîner au moins une roue d'un train du véhicule caractérisé en ce que caractérisé en ce que le moyen de calcul comporte : un moyen pour établir un potentiel d'adhérence; un moyen pour tester des conditions de liaison au sol du véhicule; et un moyen de contrôle de l'effort longitudinal en fonction du potentiel d'adhérence et du résultat du test des conditions de liaison au sol du véhicule.

Description

"Dispositif et procédé de contrôle des efforts sur un véhicule à quatre roues motrices"
L'invention concerne un dispositif et un procédé de contrôle des efforts ou des couples sur un véhicule automobile à quatre roues motrices. Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif et un procédé de saturation du couple ou de l'effort d'un train de véhicule, pour imposer un effort ou un couple à au moins une roue du véhicule adapté à sa situation de conduite. Un tel dispositif comporte généralement : - un moyen pour détecter la situation de conduite
- et un moyen de calcul pour calculer, à partir du moyen de détection de la situation de conduite, un effort longitudinal ou un couple pour entraîner au moins une roue d'un train du véhicule
Les nouveaux véhicules hybrides à quatre roues motrices, sont généralement équipés d'une source de puissance mécanique indépendante sur chaque train. Le train avant du véhicule est entraîné soit par un groupe motopropulseur classique avec un moteur à explosions et une boite de vitesses manuelle, robotisée ou automatique, soit concurremment par un moteur à combustion et un moteur électrique. Le train arrière est entraîné par un moteur électrique qui est une machine électrique capable de fonctionner en générateur ou en moteur pour fournir un couple et une puissance aux roues arrière par l'intermédiaire d'un différentiel. L'élément de stockage énergétique comporte une batterie pour fournir ou recevoir de l'énergie provenant d'une des machines électriques fonctionnant soit en moteur, soit en générateur de courant. Ainsi, une machine électrique fonctionnant en moteur est capable de fournir un couple et une puissance demandés aux roues d'un train donné. Le moteur thermique associé à un moteur électrique dans ce genre de véhicule hybride permet soit d'apporter un complément de puissance pour des trajets sur route, soit de recharger la batterie à l'aide d'une génératrice de cou rant ou bien à l'aide du moteur électrique quand il est réversible et qu'i l fonctionne en générateu r de cou rant.
Ce type de véhicule comporte aussi u n dispositif de contrôle de répartition des efforts ou de couples sur les quatre roues motrices prenant en compte les différentes situations de conduite.
En effet, dans différentes situations de conduite, comme par exemple, u ne prise de vi rage, une chaussée glissante, u ne manœuvre d'évitement etc. , la répartition des efforts su r les quatre roues du véhicu le est modifiée de manière à opti miser la stabi lité du véhicu le afi n de le mai ntenir dans sa trajectoi re et de respecter la volonté du conducteu r expri mée, entre autres, par la position des pédales d'accélérateur et de frei n ai nsi que par l'angle de braquage du volant.
Cependant, en respectant les conditions de stabi lité du véhicule, on risque de nég liger les effets spécifiques aux véhicules hybrides tels que la compensation de couple lors d'un changement de rapport ou u ne phase de récupération d'énergie électrique pour charger la batterie. Ces phases peuvent entraîner une chute brutale de couple su r un des trai ns, commu nément appelé "trou de couple", ce qui peut momentanément déséqui librer la distribution des efforts aux roues motrices du véhicule. On con naît des dispositifs de contrôle pour contrôler la distribution des couples ou des efforts sur les quatre roues motrices d'un véhicule hybride en fonction de la situation de conduite.
U n exemple d'u n tel dispositif de contrôle fait l'objet notamment du document FR-2.799.41 7. Ce docu ment décrit et représente un dispositif de contrôle d'u n véhicu le hybride à quatre roues motrices gérant la répartition des forces motrices ou de couples en fonction des conditions de la situation de conduite. Dans ce document, la distribution des forces motrices aux roues est calculée en fonction de plusieurs contraintes dont la volonté du conducteur, la température des organes électriques, l'état de fonctionnement du véhicule, et l'estimation des efforts longitudinaux appliqués sur chaque roue.
Plus précisément, la gestion de la distribution des forces motrices est calculée à partir des écarts des vitesses de glissement entre les trains avant et arrière, c'est-à-dire la différence de vitesses des roues prises indépendamment.
Cette solution ne tient pas compte des paramètres comme la liaison au sol que peut rencontrer un véhicule automobile dans une situation de roulage réelle. Le véhicule hybride risque donc d'être déstabilisé. Pour résoudre ce problème, la présente invention propose un dispositif de saturation du couple ou d'un effort du type décrit précédemment caractérisé en ce que caractérisé en ce que caractérisé en ce que le moyen de calcul comporte :
- un moyen pour établir un potentiel d'adhérence, - un moyen pour tester des conditions de liaison au sol du véhicule, et
- un moyen de contrôle de l'effort longitudinal en fonction du potentiel d'adhérence et du résultat du test des conditions de liaison au sol du véhicule. Selon d'autres caractéristiques de l'invention :
- le dispositif est appliqué à un véhicule hybride à quatre roues motrices dont un train avant est entraîné concurremment par un moteur thermique et/ou un premier moteur électrique alimenté par un élément de stockage et un train arrière entraîné par au moins un deuxième moteur électrique et l'effort longitudinal entraîne train arrière du véhicule ; - le moyen de détection de la situation de conduite comporte : un moyen pour déterminer la volonté du conducteur à partir notamment de la position des pédales de frein et d'accélérateur, de l'angle de braquage du véhicule;
. un moyen de détection des paramètres extérieurs au véhicule relevant entre autres la température extérieure et comportant des moyens pour calculer un coefficient de frottement des roues à la chaussée ;
. un moyen de détection des paramètres moteurs pour détecter le régime de fonctionnement du ou des moteurs du véhicule ; et
. des moyens de détection des paramètres relatifs à la dynamique et à la liaison au sol du véhicule pour détecter des vitesses et accélérations aux quatre roues ainsi que des efforts ou des couples au train avant et arrière ;
- le moyen de calcul comporte des moyens pour calculer des efforts verticaux au train arrière, représentant la réaction du sol aux roues du train arrière projetée selon un axe vertical, et ces efforts sont calculés à partir des signaux de capteurs relevant des charges statiques du véhicule et des accélérations latérales et longitudinales. - le moyen de calcul des efforts ou des couples comporte :
* un premier moyen de vérification de la valeur de l'effort longitudinal au train arrière transmise par le moyen de détection de la situation de conduite précédent, qui teste si cette valeur est positive ou nulle; * un premier moyen de calcul, contrôlé par le premier moyen de vérification et qui applique une méthode de calcul pour calculer l'effort longitudinal au train arrière dans le cas où la valeur de l'effort longitudinal n'est pas positive ;
* un deuxième moyen de vérification qui est contrôlé par le premier moyen de vérification et qui vérifie si l'effort longitudinal au train avant est compris dans un intervalle délimité par deux seuils, dans le cas où l'effort longitudinal est positif ou nul ; et
* un deuxième moyen de calcul qui est contrôlé par le deuxième moyen de vérification et qui calcule une valeur d'effort longitudinal saturée dans le cas où l'effort longitudinal au train avant est compris dans l'intervalle des seuils, de manière à satisfaire les conditions de stabilité du véhicule ainsi que la situation de conduite ;
- le premier moyen de calcul, une fois activé par le premier moyen de vérification, comporte des moyens pour calculer une valeur d'effort longitudinal au train arrière telle qu'elle respecte la consigne d'effort défini par la volonté du conducteur, qui impose que la somme des efforts aux deux trains soit égale à un effort total et qui est aussi telle que le potentiel d'adhérence au train arrière, ne soit jamais supérieur, en valeur absolue, au potentiel d'adhérence sur le train avant de manière à satisfaire à un groupe d'équations (2) qui suit :
Fxtotale — Fxav + Fxar
- le deuxième moyen de calcul, une fois activé par le deuxième moyen de vérification, calcule une valeur saturée constante d'effort longitudinal au train arrière de manière à satisfaire les conditions de stabilité du véhicule ainsi que la situation de conduite ;
- le dispositif comporte un moyen de répartition des efforts qui répartit l'effort longitudinal au train arrière calculé par l'un des moyens de calcul en deux efforts : un effort longitudinal arrière gauche pour la roue arrière gauche du véhicule, et un effort longitudinal arrière droit pour la roue arrière droite du véhicule dont les valeurs sont calculés de manière à satisfaire les conditions de stabilité du véhicule et la situation de conduite détectée.
L'invention concerne aussi un procédé de contrôle des efforts ou des couples d'un véhicule automobile à quatre roues motrices comportant deux trains, un train avant et un train arrière, pour imposer un effort ou un couple adapté à la situation de conduite à au moins une roue d'un train de véhicule caractérisé en ce qu'il comporte :
- une étape pour détecter une situation de conduite du véhicule ;
- une étape d'estimation des efforts, aux trains avant et arrière du véhicule à partir des informations collectées à l'étape de détection de la situation de conduite ;
- une étape de test du signe de la valeur de l'effort longitudinal au train arrière qui reçoit la valeur de l'effort appliqué au train arrière et qui active l'une des étapes suivantes selon que la valeur de l'effort longitudinal au train arrière est positive ou non ;
- une étape de vérification de la valeur de l'effort longitudinal au train avant qui est activée par l'étape de contrôle précédente si la valeu r de l'effort longitudi nal au trai n arrière est positive et qui vérifie si la valeu r de l'effort longitudi nal au trai n avant est comprise dans u n i ntervalle délimité par deux valeurs seui l ;
- une étape de calcul qui est activée après l'étape de vérification si la valeur de l'effort longitudi nal au trai n avant est comprise dans l'i ntervalle déli mité par les deux valeu rs seui l et qui calcule u ne valeu r satu rée de l'effort longitudinal au train arrière adaptée à la situation de conduite et aux conditions de liaison au sol du véhicule hybride ;
- une étape de calcul qui est activée après l'étape de contrôle si la valeur de l'effort longitudinal au train arrière n'est pas positive ou après l'étape de vérification si la valeur de l'effort longitudinal au train avant n'est pas comprise dans l'intervalle délimité par les deux valeurs seuil et qui calcule une valeur saturée de l'effort longitudinal au train arrière qui satisfait les équations du groupe (2) ; et
- une étape de répartition activée après l'une des étapes précédentes de calcul et qui répartit la valeur saturée de l'effort longitudinal au train arrière en deux efforts : un effort longitudinal arrière gauche pour la roue arrière gauche du véhicule, et un effort longitudinal arrière droit pour la roue arrière droite du véhicule. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est un schéma du véhicule comportant un dispositif de contrôle de la saturation des efforts selon l'invention ; - la figure 2 est un organigramme du procédé de contrôle de la saturation des efforts selon l'invention ;
- la figure 3 est un schéma bloc du dispositif de contrôle de la saturation des efforts selon un mode de réalisation particulier de l'invention ; - la figure 4 est un schéma bloc d'une partie du dispositif de contrôle de la saturation des efforts selon l'invention. Dans la description qui va suivre, on emploiera la terminologie longitudinale, verticale et transversale (ou latérale) et les indices x, y et z en se référant au trièdre L, V, T représenté à la figure 1. Dans la description suivante, des éléments identiques, analogues ou similaires seront désignés par les mêmes chiffres de référence.
Un véhicule hybride, représenté dans un mode particulier de réalisation de l'invention à la figure 1, comporte un moteur thermique 20, mécaniquement couplé aux roues motrices d'un train avant AV du véhicule.
Chaque train avant AV et arrière AR du véhicule comporte deux roues motrices gauche G et droite D.
Le véhicule comporte aussi deux machines électriques 22 et 24 pouvant fonctionner en moteur ou en générateur de courant et entraînant chacune un train du véhicule hybride. La machine électrique avant 22 entraîne concurremment avec le moteur thermique 20 le train avant AV du véhicule tandis que la machine électrique arrière 24 entraîne le train arrière AR pour propulser le véhicule en mode quatre roues motrices.
L'élément de stockage d'énergie 26 comporte une batterie et des organes de contrôle de manière à respecter des conditions de sécurité et d'éviter une charge ou une décharge excessive de la batterie. L'élément de stockage 26 est connecté aux machines électriques 22 et 24, via des contrôleurs 30 et 32, et alimente les machines électriques avant 22 et arrière 24 en énergie.
Le moteur thermique 20 permet ainsi d'entraîner le véhicule dans le cas où l'état de charge de l'élément de stockage 26 alimentant le moteur électrique avant 22 est faible, ou encore de recharger la batterie 26 en faisant travailler une des machines électriques avant 22 ou arrière 24 en mode de génératrice de courant.
Selon une variante non représentée de l'invention, le véhicule comporte plus simplement un moteur thermique entraînant seul le train avant du véhicule et un moteur électrique entraînant le train arrière du véhicule.
Un dispositif 28 de contrôle de la saturation des efforts ou des couples aux roues motrices selon l'invention est agencé dans le véhicule. I l permet de faire varier la saturation de l'effort ou du couple appliqué au train arrière AR du véhicule de manière à compenser d'éventuelles chutes de couple aux roues du véhicule pouvant arriver par exemple lors de changement de rapport.
Le dispositif 28 de contrôle de la saturation des efforts est connecté à des différentiels avant 12 et arrière 14 pour relever des informations respectivement sur des trains avant AV et arrière
AR, notamment la vitesse de chaque roue et les efforts, notés Fav et Far, appliqués à chaque train AV et AR du véhicule. Les différentiels avant 12 et arrière 14 comportent également des moyens pour distribuer les couples d'entraînement et de freinage imposé par le dispositif de contrôle de la saturation des efforts 28 et notamment pour le train arrière AR.
Le dispositif de contrôle de la saturation des efforts 28 est aussi connecté aux moteurs électriques avant 22 et arrière 24 et thermique 20 du véhicule pour relever des informations sur leur régime de fonctionnement respectif.
Un mode de réalisation particulier du dispositif 28 de contrôle de la saturation des efforts de l'invention est représenté plus précisément à la figure 3.
Il comporte un bloc 34 pour détecter la situation de conduite pour recueillir des paramètres de fonctionnement du véhicule et des paramètres extérieurs. La situation de conduite relève de différents paramètres notamment :
- des paramètres sur la volonté du conducteur : quantité d'appuis sur les pédales de frein et d'accélérateur, angle de braquage du volant, ... ;
- des paramètres extérieurs au véhicule : l'adhérence des roues à la chaussée (coefficient de frottement), la température extérieure, ... ;
- des paramètres sur le mode de roulage: détection des moteurs en marche et régime de ses moteurs, les couples moteurs....
- des paramètres relatifs à la dynamique et à la liaison au sol du véhicule: accélération longitudinale et latérale et vitesses w aux quatre roues, accélération et vitesse globale du véhicule, vitesse de lacet j, effort ou couple global d'entraînement, effort ou couple aux trains avant AV et arrière AR.
Le bloc pour détecter la situation de conduite 34 comporte un bloc de détection des consignes du conducteur 40 qui comporte des moyens pour détecter les paramètres traduisant la volonté du conducteur.
Les paramètres relatifs à la volonté du conducteur sont détectés au moyen de capteurs (non représentés) aptes à relever entre autres la quantité d'appui sur les pédales d'accélérateur et de freins, traduit par la position des pédales, et un capteur d'angle pour relever l'angle de braquage du volant alpha.
Le bloc pour détecter la situation de conduite 34 comporte aussi un bloc de détection 42 de paramètres extérieurs au véhicule.
Les informations relatives à l'état de la chaussée sont détectées au moyen de capteurs (non représentés) aptes à relever la température extérieure, évaluer l'adhérence des roues du véhicule à la route en estimant à intervalles de temps réguliers par exemple un coefficient de frottement des pneumatiques sur la chaussée.
Un bloc de détection 44 des paramètres du mode de roulage comporte des moyens pour connaître le régime dans lequel les différents moteurs équipant le véhicule fonctionnent en se basant, par exemple, sur les données des contrôleurs 30 et 32 des machines électriques avant 22 et arrière 24 et sur le régime du moteur thermique 20.
Le bloc de détection 44 des paramètres du mode de roulage permet d'évaluer à partir des données sur les moteurs si le véhicule est en phase d'accélération, de décélération, s'il roule avec une charge, par exemple, s'il entame la montée d'une côte, etc.
Les paramètres dynamiques et de liaison au sol du véhicule sont relevés par un bloc d'estimation 48 des efforts aux roues et un bloc d'estimation des vitesses du véhicule 46.
Le bloc d'estimation de vitesses et accélérations 46 comporte des capteurs de vitesse et d'accélération (non représentés) pour relever la vitesse w de chaque roue à des intervalles de temps réguliers, des accélérations longitudinales et latérales à chaque roue ainsi que la vitesse et l'accélération, latérales et longitudinales, globales du véhicule.
Les informations relevées par le bloc d'estimation des vitesses et accélérations 46 sont utilisées par le bloc d'estimation des efforts 46 pour calculer des efforts Fav et Far respectivement aux trains avant AV et arrière AR.
Le bloc d'estimation 48 des efforts comporte des moyens pour mesurer ou estimer des efforts appliqués à chaque roue, des efforts longitudinaux Fxav, Fxar et verticaux Fzav, Fzar respectivement des trains avant AV et arrière AR, qui sont la projection orthogonale sur un axe longitudinal et un axe vertical d'un l'effort total, Ftotale, demandé par le conducteur, par l'intermédiaire de la détection de la position des pédales.
Le bloc d'estimation 48 comporte des moyens pour estimer à partir de l'effort total, Ftotale, imposé par le conducteur et des accélérations longitudinales et latérales de chaque roue du véhicule relevées par des capteurs adaptés du bloc 46 :
- les efforts longitudinaux aux trains avant AV et AR notés respectivement Fxav et Fxar ;
- et les efforts verticaux aux trains avant AV et AR notés respectivement Fzav et Fzar.
L'ensemble des données du bloc 34 de détection de la situation de conduite sont transmises à un bloc 52 de calcul des efforts longitudinaux Fxar appliqués aux roues arrière du véhicule. Le bloc de calcul 52 comporte des moyens pour calculer, à partir de la situation de conduite, des efforts aux roues et de la vitesse de chaque roue, une valeur adaptée de l'effort longitudinal Fxar sat appliqué au train arrière AR.
La valeur calculée par le bloc de calcul 52 est ensuite transmise à un bloc de répartition 54 des efforts aux roues, qui distribue aux roues arrière gauche G et droite D, par l'intermédiaire du différentiel arrière 14, l'effort longitudinal Fxar sat au train arrière AR de manière à respecter les conditions de stabilité du véhicule en fonction de la situation de conduite. Le bloc de calcu l 52 est représenté plus en détail à la figure 4. Le bloc de calcul 52 comporte plusieurs moyens exécutant chacun une fonction particulière.
Un premier moyen est un premier sous-bloc de vérification 60 qui reçoit les valeurs des efforts longitudinaux Fxar aux roues du train arrière AR mesurée ou estimée par le bloc d'estimation 46. Le premier sous-bloc de vérification 60 comporte des moyens pour tester le signe des valeurs des efforts longitudinaux aux deux roues arrière.
Si les efforts longitudinaux aux deux roues arrière, Fxar, ne sont pas positifs, un premier moyen de calcul activé.
Le premier moyen de calcul est un premier sous-bloc de calcul 68 qui reçoit les données provenant du bloc de détection de la situation de conduite 34 et la consigne d'activation provenant du bloc 60. Le premier sous-bloc de calcul 68 permet de calculer les efforts longitudinaux du train arrière AR Fxar sat. La valeur de Fxar sat est telle qu'elle satisfait deux critères :
- le premier critère est que la valeur de l'effort longitudinal Fxar sat doit respecter le fait que la somme des efforts longitudinaux sur les trains avant AV et arrière AR ne dépasse pas une consigne d'effort longitudinal, Fxtotale, imposée par le conducteur, de manière à respecter la consigne du conducteur ;
- le deuxième critère est qu'un potentiel d'adhérence Mu du train arrière AR, défini comme étant le rapport de l'effort longitudinal sur l'effort vertical sur le train arrière AR ne soit jamais supérieur (en valeur absolue) à un potentiel d'adhérence Mu sur le train avant AV de manière à respecter la stabilité du véhicule.
Le premier sous-bloc de calcul 68 comporte donc des moyens pour déterminer une valeur d'effort longitudinal Fxar_sat au train arrière AR à partir de la consigne de couple total, demandée par le conducteur de manière à satisfaire le groupe d'équations (2) suivant : t xtotale — t xav + t xar
où Mu représente le potentiel d'adhérence défini précédemment. La valeur d'effort longitudinale arrière Fxar_sat est ensuite transmise au bloc de répartition Gauche/Droite 54 qui distribue l'effort aux roues gauche G et droite D du train arrière AR selon la situation de conduite. Par exemple, si le véhicule aborde un virage à droite, la quantité de freinage sur les roues extérieures, les roues gauches G, est plus importante que les roues intérieures, les roues droites D, dans le cas d'un véhicule sous- vireur.
Le bloc de répartition 54 calcule donc une valeur d'effort longitudinal pour la roue arrière droite, Fxar_sat_D, et une valeur d'effort longitudinal pour la roue arrière gauche Fxar_sat_G, valeurs qui dépendent de la situation de conduite.
Si les efforts longitudinaux au train arrière AR, Fxar, sont positifs, un deuxième moyen de vérification est activé. Le deuxième moyen est un sous-bloc de contrôle 62 qui comporte des moyens pour vérifier si la valeur de l'effort longitudinal Fxav au train avant AV est comprise dans un intervalle des valeurs les plus faibles délimité par deux valeurs seuil, SeuiM et Seuil2. Ces valeurs seuil correspondent aux valeurs d'effort longitudinal Fxav au train avant AV les plus faibles en valeur absolue, valeurs en dessous desquels le trai n arrière AR est considéré comme n'étant soumis à aucun effort ou couple.
L'intervalle des plus faibles valeurs correspond à de très faibles valeurs (absolues) d'effort longitudinal Fxav, phénomène qu'on qualifie généralement de "trou de couple" où les efforts (ou couples) sur le train avant AV chutent brutalement lors par exemple d'un changement de rapport.
Dans le cas où la valeur de Fxav est comprise dans cet intervalle des valeurs les plus faibles, le deuxième moyen de vérification 62 contrôle un deuxième moyen de calcul qui comporte des moyens pour calculer un effort longitudinal saturé Fxar sat aux roues arrière dont la valeur varie en fonction de la situation de conduite.
Le deuxième moyen de calcul est un deuxième sous-bloc de calcul 66 qui calcule alors une valeur d'effort longitudinal saturé pour les roues du train arrière AV, Fxar sat tenant compte de la volonté du conducteur et de la situation de conduite explicité précédemment.
Cette technique de calcul d'effort longitudinal saturé permet, suivant la situation de conduite, d'autoriser ou non la compensation d'un trou de couple ou la récupération d'énergie, en faisant travailler le moteur électrique arrière 24 en mode génératrice de courant pour recharger l'élément de stockage en énergie 26, dans le cas où il n'y aurait pas ou très peu d'effort longitudinal, Fxav, appliqué au train avant AV, cas où la valeur de l'effort longitudinal Fxav au train avant AV est comprise dans l'intervalle des plus faibles valeurs.
La valeur d'effort longitudinale arrière Fxar_sat est ensuite transmise au bloc de répartition Gauche/Droite 54 qui distribue l'effort aux roues gauche G et droite D du train arrière AR selon la situation de conduite. Le bloc de répartition 54 calcule une valeur saturée d'effort longitudinal pour la roue droite, Fxar_sat_D, et une valeur saturée d'effort longitudinal pour la roue gauche Fxar sat G dépendants de la situation de conduite.
Dans le cas où la valeur de Fxav n'est pas comprise dans cet intervalle, le deuxième moyen de vérification 62 contrôle le premier sous-bloc de calcul 68, décrit précédemment, qui calcule une veleur d'effort longitudinal arrière Fxar_sat qui satisfait le groupe d'équations 2. La valeur d'effort longitudinal arrière Fxar sat ainsi calculée est ensuite répartie en fonction de la situation de conduite par le bloc de répartition 54.
A la figure 2, on a représenté un organigramme du procédé de contrôle de l'invention, notamment quand ce procédé est implémenté sous la forme d'un logiciel dans un calculateur dans le véhicule hybride.
Après une étape de début qui peut être lancée par la manœuvre du conducteur, on exécute, une étape S1, qui met en œuvre les moyens du bloc de détection de la situation de conduite 34 pour relever les différents paramètres notamment sur de la situation de conduite, de l'état de la chaussée et du régime de fonctionnement des moteurs.
Une fois les informations collectées lors de l'étape S1, le procédé passe à une étape S2, qui met en œuvre les moyens du bloc d'estimation 48 pour estimer les efforts appliqués Fav aux roues du train avant AV et Far du train arrière AR. On peut décomposer les efforts Fav et Far selon deux axes longitudinaux et verticaux pour obtenir des efforts longitudinaux, Fxav et Fxar, et verticaux, Fzav et Fzar.
Les signaux correspondant aux efforts longitudinaux avant Fxav et arrière Fxar peuvent être estimés à partir de mesure des charges appliquées au train avant AV et arrière AR et de la vitesse globale du véhicule. II est possible d'estimer les signaux des efforts verticaux
Fzav et Fzar du train avant AV et arrière AR à partir des accélérations latérales et longitudinales du véhicule relevées par des capteurs d'accélérations (non représentés) prévus à cet effet.
Les signaux Fav et Far ainsi calculés ou estimés sont alors transmis à une étape de contrôle S3 de la valeur de l'effort longitudinal Fxar au train arrière AR et qui met en œuvre les moyens du premier sous-bloc de vérification 60.
L'étape de contrôle S3 exécute une commande qui teste le signe de la valeur de l'effort longitudinal Fxar au train arrière AR. Si la valeur de l'effort longitudinal Fxar au train arrière AR est positive, le procédé passe à une étape S5 de vérification de la valeur de l'effort longitudinale Fxav au train avant AV qui met en œuvre les moyens du sous-bloc de contrôle 62.
L'étape de vérification S5 vérifie si la valeur de l'effort longitudinal Fxav au train avant AV est comprise dans un intervalle des plus faibles valeurs de Fxav, délimité par deux valeurs seuil, SeuiM et Seuil2.
Si la valeur de Fxav est comprise dans cet intervalle des plus faibles valeurs de Fxav, le procédé de l'invention passe à une étape de calcul S6 mettant en œuvre les moyens du premier sous-bloc de calcul 66.
L'étape S6 exécute une commande qui permet de calculer une valeur saturée de l'effort longitudinal Fxar_sat au train AR qui tient compte de l'effort Fav appliqué au train AV et des différents paramètres du véhicule qui reflètent la situation de conduite, l'état de la chaussée et la volonté du conducteur.
La valeur saturée de l'effort longitudinal Fxar_sat au train arrière est transmise à une étape S8 de répartition, mettant en œuvre les moyens du bloc de répartition 54, pour distribuer cet effort aux roues arrière droite D et gauche G en fonction de la situation de conduite.
Une fois l'étape de calcul S8 exécutée, le procédé retourne au début du programme pour exécuter de nouveau l'étape S1 .
Si lors de l'étape S5, la valeur de Fxav n'est pas comprise dans cet intervalle des plus faibles valeurs de Fxav, le procédé de l'invention passe à une autre étape de calcul S7 mettant en œuvre les moyens du deuxième sous-bloc de calcul 68.
L'étape de calcul S7 exécute des commandes pour déterminer une valeur d'effort longitudinal Fxar_sat au train arrière AR telle qu'elle réponde aux deux critères suivants : - le premier critère est que la valeu r de l'effort longitudi nal
Fxar sat doit respecter le fait que la somme des efforts longitudinaux su r les trai ns avant AV et arrière AR ne dépasse pas une consigne d'effort longitudinal, Fxtotale, qu'impose le conducteur.
- le deuxième critère est qu'un potentiel d'adhérence du train arrière AR, défini comme étant le rapport de l'effort longitudinal sur l'effort vertical sur le train arrière AR ne soit jamais supérieur (en valeur absolue) à un potentiel d'adhérence du train avant AV.
L'étape de calcul S7 calcule donc un effort longitudinal au train arrière AR saturé Fxar sat qui résout le groupe d'équations 2.
La valeur saturée de l'effort longitudinal Fxar_sat au train arrière AR ainsi calculée est transmise à une étape S8 de répartition, mettant en œuvre les moyens du bloc de répartition
54, pour distribuer cet effort aux roues arrière droite D et gauche G en fonction de la situation de conduite.
Une fois l'étape de calcul S8 exécutée, le procédé retourne au début du programme pour exécuter de nouveau l'étape S1 .
Si, lors de l'étape S3, la valeur de l'effort Fav au train avant AV n'est pas positive, le procédé passe directement à l'étape de calcul S7 pour calculer une valeur saturée de l'effort longitudinal Fxar sat au train arrière AR comme décrit précédemment.
La valeur saturée de l'effort longitudinal Fxar_sat au train arrière est transmise à une étape S8 de répartition, mettant en œuvre les moyens du bloc de répartition 54, pour distribuer cet effort aux roues arrière droite D et gauche G en fonction de la situation de conduite.
Une fois l'étape de calcul S8 exécutée, le procédé retourne au début du programme pour exécuter de nouveau l'étape S1 .

Claims

REVEN DICATIONS
1 . Dispositif (28) de contrôle des efforts ou des couples d'un véhicule automobile à quatre roues motrices comportant deux trains, un train avant (AV) et un train arrière (AR), pour imposer un effort (Fxar_sat) ou un couple adapté à la situation de conduite à au moins une roue d'un train du véhicule qui comporte :
- un moyen (34) pour détecter la situation de conduite
- et un moyen de calcul (52) pour calculer, à partir du moyen de détection de la situation de conduite (34), un effort longitudinal (Fxar_sat) ou un couple pour entraîner au moins une roue d'un train du véhicule caractérisé en ce que caractérisé en ce que le moyen de calcul (52) comporte : - un moyen pour établir un potentiel d'adhérence (Mu),
- un moyen pour tester des conditions de liaison au sol du véhicule, et
- un moyen de contrôle de l'effort longitudinal (Fxar_sat) en fonction du potentiel d'adhérence et du résultat du test des conditions de liaison au sol du véhicule.
2. Dispositif (28) selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il est appliqué à un véhicule hybride à quatre roues motrices dont un train avant (AV) est entraîné concurremment par un moteur thermique (20) et/ou un premier moteur électrique (22) alimenté par un élément de stockage (26) et un train arrière (AR) entraîné par au moins un deuxième moteur électrique (24) et en ce que l'effort longitudinal (Fxart_sat) entraîne train arrière (AR) du véhicule.
3. Dispositif (28) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de détection de la situation de conduite (34) comporte : - un moyen (40) pour déterminer la volonté du conducteur à partir notamment de la position des pédales de frein et d'accélérateur, de l'angle de braquage du véhicule (alpha), etc ;
- un moyen (42) de détection des paramètres extérieurs au véhicule relevant entre autres la température extérieure et comportant des moyens pour calculer un coefficient de frottement des roues à la chaussée ;
- un moyen (44) de détection des paramètres moteurs pour détecter le régime de fonctionnement du ou des moteurs du véhicule ;
- des moyens (46, 48) de détection des paramètres relatifs à la dynamique et à la liaison au sol (46, 48) du véhicule pour détecter des vitesses (w) et accélérations aux quatre roues ainsi que des efforts (Fav, Far) ou des couples au train avant (AV) et arrière (AR).
4. Dispositif (28) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de calcul (52) comporte des moyens pour calculer des efforts verticaux (Fzar) eu train arrière (AR), représentant la réaction du sol aux roues du train arrière (AR) projetée selon un axe vertical, et en ce que ces efforts (Fzar) sont calculés à partir des signaux de capteurs relevant des charges statiques du véhicule et des accélérations latérales et longitudinales.
5. Dispositif (28) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen de calcul (52) des efforts ou des couples comporte :
- un premier moyen de vérification (60) de la valeur de l'effort longitudinal (Fxar) au train arrière (AR) transmise par le moyen de détection de la situation de conduite (34) précédent, qui teste si cette valeur est positive ou nulle;
- un premier moyen de calcul (68), contrôlé par le premier moyen de vérification (60) et qui applique une méthode de calcul pour calculer l'effort longitudinal (Fxar_sat) au train arrière (AR) dans le cas où la valeur de l'effort longitudinal (Fxar) n'est pas positive ;
- un deuxième moyen de vérification (62) qui est contrôlé par le premier moyen de vérification (60) et qui vérifie si l'effort longitudinal (Fxav) au train avant (AV) est compris dans un intervalle délimité par deux seuils, (SeuiM , Seuil2) dans le cas où l'effort longitudinal (Fxar) est positif ou nul ; )
- un deuxième moyen de calcul (66) qui est contrôlé par le deuxième moyen de vérification (62) et qui calcule une valeur d'effort longitudinal (Fxar_sat) saturée dans le cas où l'effort longitudinal (Fxav) au train avant (AV) est compris dans l'intervalle des seuils, (SeuiM , Seuil2) de manière à satisfaire les conditions de stabilité du véhicule ainsi que la situation de conduite.
6. Dispositif (28) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le premier moyen de calcul (68), une fois activé par le premier moyen de vérification (60), comporte des moyens pour calculer une valeur d'effort longitudinal au train arrière (Fxar_sat) telle qu'elle respecte la consigne d'effort défini par la volonté du conducteur, qui impose que la somme des efforts aux deux trains (AV) et (AR) soit égale à un effort total (Fxtotale) et qui est aussi telle que le potentiel d'adhérence (Mu) au train arrière (AR), ne soit jamais supérieur, en valeur absolue, au potentiel d'adhérence (Mu) sur le train avant (AV) de manière à satisfaire à un groupe d'équations (2) qui suit :
Fxtotale — Fxav + Fxar )
7. Dispositif (28) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le deuxième moyen de calcul (66), une fois activé par le deuxième moyen de vérification (62), calcule une valeur saturée constante d'effort longitudinal (Fxar_sat) au train arrière (AR) de manière à satisfaire les conditions de stabilité du véhicule ainsi que la situation de conduite.
8. Dispositif (28) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen (54) de répartition des efforts qui répartit l'effort longitudinal (Fxar_sat) au train arrière (AR) calculé par l'un des moyens de calcul (66) ou (68) en deux efforts : un effort longitudinal arrière gauche (Fxar_sat_G) pour la roue arrière gauche du véhicule, et un effort longitudinal arrière droit (Fxar_sat_D) pour la roue arrière droite du véhicule dont les valeurs sont calculés de manière à satisfaire les conditions de stabilité du véhicule et la situation de conduite détectée.
9. Procédé de contrôle des efforts ou des couples d'un véhicule automobile à quatre roues motrices comportant deux trains, un train avant (AV) et un train arrière (AR), pour imposer un effort (Fxar_sat) ou un couple adapté à la situation de conduite à au moins une roue d'un train de véhicule caractérisé en ce qu'il comporte :
- une étape (S1) pour détecter une situation de conduite du véhicule
- une étape (S2) d'estimation des efforts (Fav), (Far) aux trains avant (AV) et arrière (AR) du véhicule à partir des informations collectées à l'étape (S1) de détection de la situation de conduite - une étape (S3) de test du signe de la valeur de l'effort longitudinal (Fxar) au train arrière (AR) qui reçoit la valeur de l'effort (Fxar) appliqué au train arrière (AR) et qui active l'une des étapes suivantes (S5) ou (S7) selon que la valeur de l'effort longitudinal (Fxar) au train arrière (AR) est positive ou non. - une étape (S5) de vérification de la valeur de l'effort longitudinal (Fxav) au train avant (AV) qui est activée par l'étape de contrôle (S3) précédente si la valeur de l'effort longitudinal (Fxar) au train arrière (AR) est positive et qui vérifie si la valeur de l'effort longitudinal (Fxav) au train avant (AV) est comprise dans un intervalle délimité par deux valeurs seuil, (SeuiM, Seuil2) ; - une étape de calcul (S6) qui est activée après l'étape de vérification (S5) si la valeur de l'effort longitudinal (Fxav) au train avant (AV) est comprise dans l'intervalle délimité par les deux valeurs seuil (SeuiM, Seuil2) et qui calcule une valeur saturée de (Fxar_sat) l'effort longitudinal au train arrière (AR) adaptée à la situation de conduite et aux conditions de liaison au sol du véhicule hybride ;
- une étape de calcul (S7) qui est activée après l'étape de contrôle (S3) si la valeur de l'effort longitudinal (Fxar) au train arrière (AR) n'est pas positive ou après l'étape (S5) de vérification si la valeur de l'effort longitudinal (Fxav) au train avant (AV) n'est pas comprise dans l'intervalle délimité par les deux valeurs seuil (SeuiM, Seuil2) et qui calcule une valeur saturée de (Fxar_sat) l'effort longitudinal au train arrière (AR) qui satisfait les équations du groupe (2) - une étape de répartition (S8) activée après l'une des étapes précédentes de calcul (S6) ou (S7) et qui répartit la valeur saturée de l'effort longitudinal (Fxar_sat) au train arrière (AR) en deux efforts : un effort longitudinal arrière gauche (Fxar_sat_G) pour la roue arrière gauche du véhicule, et un effort longitudinal arrière droit (Fxar_sat_D) pour la roue arrière droite du véhicule.
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