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FR3147977A1 - Method for controlling a motor vehicle comprising several axles equipped with independent powertrains, and corresponding motor vehicle - Google Patents

Method for controlling a motor vehicle comprising several axles equipped with independent powertrains, and corresponding motor vehicle Download PDF

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FR3147977A1
FR3147977A1 FR2304046A FR2304046A FR3147977A1 FR 3147977 A1 FR3147977 A1 FR 3147977A1 FR 2304046 A FR2304046 A FR 2304046A FR 2304046 A FR2304046 A FR 2304046A FR 3147977 A1 FR3147977 A1 FR 3147977A1
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FR
France
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powertrain
torque
motor vehicle
traction
powertrains
Prior art date
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Pending
Application number
FR2304046A
Other languages
French (fr)
Inventor
David COLOMB
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
Original Assignee
Renault SA
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 filed Critical Renault SA
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Abstract

L’invention concerne un procédé de pilotage d’un véhicule automobile comportant un premier groupe motopropulseur présentant un temps de réaction supérieur à celui d’un second, le procédé comprenant des étapes de : - acquisition d’une requête générale relative à un couple total que les groupes motopropulseurs doivent transmettre aux roues, - répartition de ladite requête générale en consignes particulières affectées chacune à l’un des groupes motopropulseurs, et - pilotage des groupes motopropulseurs selon lesdits consignes particulières. Selon l’invention, à l’étape de répartition, lorsque la consigne particulière affectée au premier groupe motopropulseur varie, il est prévu de : - déterminer la part (CNF) de consigne particulière non effectuée par le premier groupe motopropulseur du fait de son temps de réaction, - accroître la consigne particulière affectée au second groupe motopropulseur d’une partie au moins de ladite part. Figure pour l’abrégé : Fig.5 The invention relates to a method for controlling a motor vehicle comprising a first powertrain having a reaction time greater than that of a second, the method comprising steps of: - acquiring a general request relating to a total torque that the powertrains must transmit to the wheels, - distributing said general request into specific instructions each assigned to one of the powertrains, and - controlling the powertrains according to said specific instructions. According to the invention, in the distribution step, when the specific instruction assigned to the first powertrain varies, it is provided to: - determine the share (CNF) of the specific instruction not carried out by the first powertrain due to its reaction time, - increase the specific instruction assigned to the second powertrain by at least part of said share. Figure for the abstract: Fig.5

Description

Procédé de pilotage d’un véhicule automobile comprenant plusieurs essieux équipés de groupes motopropulseurs indépendants, et véhicule automobile correspondantMethod for controlling a motor vehicle comprising several axles equipped with independent powertrains, and corresponding motor vehicle Domaine technique de l'inventionTechnical field of the invention

La présente invention concerne de manière générale la commande des groupes motopropulseurs de véhicules automobiles.The present invention relates generally to the control of motor vehicle powertrains.

Elle concerne plus particulièrement un véhicule automobile comportant plusieurs essieux indépendants et équipés chacun d’un groupe motopropulseur et d’éléments roulants (typiquement des roues), un premier des groupes motopropulseurs présentant un temps de réaction supérieur à celui d’un second des groupes motopropulseurs.It relates more particularly to a motor vehicle comprising several independent axles and each equipped with a powertrain and rolling elements (typically wheels), a first of the powertrains having a reaction time greater than that of a second of the powertrains.

L’invention porte en pratique sur un procédé de pilotage d’un tel véhicule mis en œuvre par un calculateur embarqué, comportant des étapes de :
- acquisition d’une requête générale relative à un couple total que les groupes motopropulseurs doivent transmettre aux éléments roulants,
- répartition de ladite requête générale en consignes particulières affectées chacune à l’un des groupes motopropulseurs, et
- pilotage des groupes motopropulseurs selon lesdits consignes particulières.
The invention relates in practice to a method of piloting such a vehicle implemented by an on-board computer, comprising steps of:
- acquisition of a general query relating to a total torque that the powertrains must transmit to the rolling elements,
- distribution of said general request into specific instructions each assigned to one of the powertrains, and
- control of the powertrains according to said specific instructions.

Etat de la techniqueState of the art

Un véhicule automobile comporte généralement au moins deux essieux et au moins deux roues par essieu. Typiquement, une voiture comporte quatre roues réparties sur deux essieux.A motor vehicle typically has at least two axles and at least two wheels per axle. Typically, a car has four wheels distributed across two axles.

Une telle voiture peut comporter deux ou quatre roues motrices.Such a car can have two or four-wheel drive.

Dans le cas des voitures à quatre roues motrices, il était courant d’utiliser un arbre de transmission entre les deux essieux afin de les coupler à un seul et même moteur à combustion interne.In the case of four-wheel drive cars, it was common to use a drive shaft between the two axles in order to couple them to a single internal combustion engine.

Désormais, avec l’avènement des véhicules hybrides ou électriques, une autre solution consiste à découpler les deux essieux et à prévoir un groupe motopropulseur sur chaque essieu.Now, with the advent of hybrid or electric vehicles, another solution is to decouple the two axles and provide a powertrain on each axle.

Dans un véhicule hybride, l’un de ces groupes motopropulseurs comporte une machine électrique tandis que l’autre comporte à minima un moteur à combustion interne. Ce moteur à combustion interne peut parfois être associé aussi à une machine électrique de traction ou d’agrément le rendant lui-même hybride.In a hybrid vehicle, one of these powertrains includes an electric machine while the other includes at least an internal combustion engine. This internal combustion engine can sometimes also be associated with an electric traction or pleasure machine, making it itself a hybrid.

Dans un véhicule électrique, les deux groupes motopropulseurs comportent une machine électrique de traction. Dans ce cas, il est possible d’utiliser des machines électriques aux propriétés différentes mais ces dernières partagent souvent des batteries d’accumulateurs communs aux deux machines.In an electric vehicle, both powertrains include an electric traction machine. In this case, it is possible to use electric machines with different properties, but these often share common storage batteries for both machines.

Dans tous les cas, la difficulté réside alors dans le pilotage des différents groupes motopropulseurs afin d’assurer au véhicule une bonne stabilité et une répartition adéquate du couple (moteur ou de freinage) entre les deux essieux.In all cases, the difficulty lies in controlling the different powertrains in order to ensure good vehicle stability and adequate distribution of torque (engine or braking) between the two axles.

En pratique, on utilise alors une loi de commande pour assurer cette répartition de couples entre les différentes machines de traction employées.In practice, a control law is then used to ensure this distribution of torque between the different traction machines used.

Une telle loi de commande n’est toutefois pas optimale, notamment du point de vue de la réactivité des groupes motopropulseurs.However, such a control law is not optimal, particularly from the point of view of the responsiveness of the powertrains.

En effet, la réactivité naturelle d’un moteur à combustion interne est largement plus faible que celle d’une machine électrique de traction. De plus, la machine électrique est reliée aux roues en prise directe sans organe intermédiaire de glissement alors que le moteur à combustion interne nécessite un système d’embrayage pour transmettre son couple à la boite de vitesses. Ce système d’embrayage est aussi une source de retard de réactivité en couple appliqué à la roue puisqu’une partie du couple moteur produit est dissipée en glissement dans l’embrayage pour ajuster les vitesses moteur et roues.Indeed, the natural reactivity of an internal combustion engine is much lower than that of an electric traction machine. In addition, the electric machine is connected to the wheels in direct drive without an intermediate sliding member while the internal combustion engine requires a clutch system to transmit its torque to the gearbox. This clutch system is also a source of delay in the reactivity of torque applied to the wheel since part of the engine torque produced is dissipated in sliding in the clutch to adjust the engine and wheel speeds.

Présentation de l'inventionPresentation of the invention

Afin de remédier à l’inconvénient précité de l’état de la technique, la présente invention propose de tirer parti des propriétés différentes des machines de traction pour accroître la réactivité du véhicule.In order to overcome the aforementioned drawback of the state of the art, the present invention proposes to take advantage of the different properties of the traction machines to increase the responsiveness of the vehicle.

Plus particulièrement, on propose selon l’invention un procédé de pilotage tel que défini dans l’introduction, dans lequel, à l’étape de répartition, lorsque la consigne particulière affectée au premier groupe motopropulseur (celui ayant le temps de réaction le plus grand) varie, il est prévu de :
- déterminer la part de consigne particulière non effectuée par le premier groupe motopropulseur du fait de son temps de réaction, et
- accroître la consigne particulière affectée au second groupe motopropulseur d’une partie au moins de ladite part.
More particularly, the invention proposes a control method as defined in the introduction, in which, at the distribution stage, when the particular instruction assigned to the first powertrain (the one with the longest reaction time) varies, it is provided to:
- determine the portion of the specific instruction not carried out by the first power unit due to its reaction time, and
- increase the specific instruction assigned to the second powertrain by at least part of said share.

Ainsi, grâce à l’invention, lorsqu’une première des machines de traction est plus lente qu’une seconde, dès que le couple que cette première machine de traction doit exercer varie sensiblement, il est possible de compenser le couple que cette première machine n’est pas directement en mesure d’exercer du fait de son temps de réaction important en utilisant la seconde machine de traction (qui est plus rapide).Thus, thanks to the invention, when a first of the traction machines is slower than a second, as soon as the torque that this first traction machine must exert varies significantly, it is possible to compensate for the torque that this first machine is not directly able to exert due to its significant reaction time by using the second traction machine (which is faster).

D’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du procédé conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :
- la consigne particulière affectée au second groupe motopropulseur est accrue de l’intégralité de ladite part ;
- ladite part est déterminée en fonction d’une inertie du premier groupe motopropulseur ;
- ladite inertie présente une valeur fixe prédéterminée ;
- ladite inertie présente une valeur variable, déterminée en fonction de données de configuration du premier groupe motopropulseur ;
- ladite part est déterminée en fonction d’une accélération subie par une pièce mobile du premier groupe motopropulseur ;
- il est prévu en outre des étapes de :
¤ acquisition d’un potentiel maximal de traction et/ou d’un potentiel minimal de décélération que l’un au moins des groupes motopropulseurs peut transmettre aux éléments roulants,
¤ sélection d’un mode de conduite parmi plusieurs modes de conduite prédéterminés,
¤ détermination d’une valeur préventive pour l’une première des consignes particulières, permettant d’éviter a priori le glissement des éléments roulants du véhicule automobile sur le sol,
¤ priorisation d’un critère de motricité des éléments roulants ou d’un critère de consommation énergétique des groupes motopropulseurs, en fonction au moins du mode de conduite sélectionné,
¤ définition d’une gamme de valeurs utilisables pour la première consigne particulière en fonction de la valeur préventive si le critère de motricité est priorisé, et en fonction dudit potentiel maximal de traction et/ou minimal de décélération si le critère de consommation énergétique est priorisé, et
¤ définition d’une gamme de valeurs utilisables pour la première consigne particulière en fonction du mode de conduite, de la valeur préventive et dudit potentiel maximal de traction et/ou dudit potentiel minimal de décélération, et
dans lequel les consignes particulières sont déterminées de façon que la valeur de la première consigne particulière soit comprise dans ladite gamme de valeurs ;
- ladite part est ajoutée à la valeur préventive.
Other advantageous and non-limiting characteristics of the method according to the invention, taken individually or in all technically possible combinations, are as follows:
- the specific instruction assigned to the second powertrain is increased by the entirety of said share;
- said share is determined based on an inertia of the first powertrain;
- said inertia has a predetermined fixed value;
- said inertia has a variable value, determined according to configuration data of the first powertrain;
- said share is determined based on an acceleration undergone by a moving part of the first powertrain;
- additional steps are planned for:
¤ acquisition of a maximum traction potential and/or a minimum deceleration potential that at least one of the powertrains can transmit to the rolling elements,
¤ selection of a driving mode from several predetermined driving modes,
¤ determination of a preventive value for the first of the specific instructions, making it possible to avoid a priori the sliding of the rolling elements of the motor vehicle on the ground,
¤ prioritization of a rolling element traction criterion or a powertrain energy consumption criterion, based at least on the selected driving mode,
¤ definition of a range of values that can be used for the first specific instruction depending on the preventive value if the traction criterion is prioritized, and depending on said maximum traction potential and/or minimum deceleration potential if the energy consumption criterion is prioritized, and
¤ definition of a range of values usable for the first specific instruction depending on the driving mode, the preventive value and said maximum traction potential and/or said minimum deceleration potential, and
wherein the particular instructions are determined so that the value of the first particular instruction is included in said range of values;
- the said share is added to the preventive value.

L’invention propose également un véhicule automobile tel que défini en introduction, dont le calculateur est programmé pour mettre en œuvre un procédé de pilotage tel que précité.The invention also proposes a motor vehicle as defined in the introduction, the computer of which is programmed to implement a control method as mentioned above.

Préférentiellement, seul le premier groupe motopropulseur comporte un embrayage mécanique.Preferably, only the first powertrain has a mechanical clutch.

Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.Of course, the various features, variants and embodiments of the invention may be combined with each other in various combinations to the extent that they are not incompatible or mutually exclusive.

Description détaillée de l'inventionDetailed description of the invention

La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée.The description which follows with reference to the attached drawings, given as non-limiting examples, will make it clear what the invention consists of and how it can be implemented.

Sur les dessins annexés :On the attached drawings:

est une vue schématique de dessus d’un véhicule automobile conforme à l’invention ; is a schematic top view of a motor vehicle according to the invention;

est une vue schématique des différentes étapes d’un procédé de pilotage de groupes motopropulseurs du véhicule automobile de la ; is a schematic view of the different stages of a process for controlling the powertrains of the motor vehicle of the ;

est un premier diagramme illustrant des conditions permettant de déterminer quelle stratégie privilégier pour la mise en œuvre du procédé représenté sur la ; is a first diagram illustrating conditions for determining which strategy to favor for implementing the process represented in the ;

est un second diagramme illustrant un mode de calcul d’un couple préventif utile à la mise en œuvre du procédé représenté sur la ; is a second diagram illustrating a method of calculating a preventive torque useful for implementing the process shown in the ;

est un troisième diagramme illustrant un exemple de correction du couple préventif de la ; is a third diagram illustrating an example of correction of the preventive torque of the ;

est un quatrième diagramme illustrant le calcul d’un couple curatif utile à la mise en œuvre du procédé représenté sur la ; is a fourth diagram illustrating the calculation of a curative torque useful for the implementation of the process represented in the ;

est un cinquième diagramme illustrant un autre mode de calcul d’un couple préventif utile à la mise en œuvre du procédé représenté sur la ; is a fifth diagram illustrating another method of calculating a preventive torque useful for implementing the process shown in the ;

est un sixième diagramme illustrant la détermination d’une gamme de couples utilisables utile à la mise en œuvre du procédé représenté sur la ; is a sixth diagram illustrating the determination of a range of usable torques useful for implementing the method shown in the ;

est un septième diagramme illustrant la détermination des consignes de couples à transmettre aux groupes motopropulseurs du véhicule automobile de la . is a seventh diagram illustrating the determination of the torque instructions to be transmitted to the powertrains of the motor vehicle of the .

Sur la , on a représenté un véhicule automobile 1.On the , a motor vehicle 1 is shown.

Il pourrait s’agir de tout type de véhicule roulant (voiture, camion, bus…).This could be any type of rolling vehicle (car, truck, bus, etc.).

Ce véhicule automobile 1 comporte classiquement un châssis et des éléments roulants (roues, chenillettes…) répartis sur plusieurs essieux.This motor vehicle 1 typically comprises a chassis and rolling elements (wheels, tracks, etc.) distributed over several axles.

De façon très générale, ce véhicule automobile 1 pourrait comporter un nombre quelconque d’essieux supérieur ou égal à deux.Very generally, this motor vehicle 1 could have any number of axles greater than or equal to two.

On nommerait alors « train avant » tout ensemble d’éléments roulants et d’essieu placé devant le centre de gravité CG du véhicule automobile 1 (en considérant le sens d’avance du véhicule en marche avant) et « train arrière » tout ensemble placé derrière ce centre de gravité CG.We would then call "front axle" any assembly of rolling elements and axle placed in front of the center of gravity CG of the motor vehicle 1 (considering the direction of travel of the vehicle in forward gear) and "rear axle" any assembly placed behind this center of gravity CG.

Dans la suite, on considérera seulement les trains motorisés, c’est-à-dire les trains dont les éléments roulants sont susceptibles d’être entraînés en mouvement par une machine de traction. On considérera en outre que les trains sont tous découplés, ce qui signifie qu’aucun arbre de transmission mécanique ne relie l’un des essieux considérés à l’autre.In the following, we will only consider motorized trains, i.e. trains whose rolling elements are capable of being driven into motion by a traction machine. We will also consider that the trains are all decoupled, which means that no mechanical transmission shaft connects one of the axles considered to the other.

Chaque train d’essieu motorisé est équipé d’un groupe motopropulseur qui lui est propre (ce qui n’empêche pas que ces groupes utilisent la même source d’énergie).Each powered axle train is equipped with its own powertrain (which does not prevent these groups from using the same energy source).

Typiquement, un tel groupe motopropulseur pourra être purement thermique, ou purement électrique ou hybride.Typically, such a powertrain could be purely thermal, or purely electric or hybrid.

On entend par groupe motopropulseur thermique un ensemble comportant au moins un moteur à combustion interne accouplé à une chaîne de traction comportant par exemple une boîte de vitesse (automatique ou manuelle ou encore de type e-tech…), éventuellement un embrayage, et un différentiel.A thermal powertrain is understood to mean an assembly comprising at least one internal combustion engine coupled to a drive train comprising, for example, a gearbox (automatic or manual or e-tech type, etc.), possibly a clutch, and a differential.

On entend par groupe motopropulseur électrique un ensemble comportant au moins une machine électrique (pouvant avoir une fonction de moteur et, de préférence aussi, d’alternateur) accouplée à un éventuel réducteur de vitesses et à un différentiel.An electric powertrain is understood to mean an assembly comprising at least one electric machine (which may have a motor function and, preferably also, an alternator function) coupled to a possible speed reducer and a differential.

On entend par groupe motopropulseur hybride un ensemble comportant au moins un moteur à combustion interne et au moins une machine électrique, accouplés à une chaîne de traction telle que précité.A hybrid powertrain is understood to mean an assembly comprising at least one internal combustion engine and at least one electric machine, coupled to a drive train as mentioned above.

On notera que dans la suite, le terme « machine de traction » pourra désigner tant un moteur à combustion interne qu’une machine électrique.It should be noted that in the following, the term “traction machine” can designate both an internal combustion engine and an electric machine.

Dans l’exemple représenté sur la et qui sera plus précisément considéré dans la suite par simplification, le véhicule automobile 1 comporte exactement deux essieux 10, 20 motorisés, dont un essieu avant 10 équipé de deux roues avant 12 et d’un groupe motopropulseur avant 11, et un essieu arrière 20 équipé de deux roues arrière 22 et d’un groupe motopropulseur arrière 21.In the example shown in the and which will be considered more precisely in the following for simplification, the motor vehicle 1 comprises exactly two motorized axles 10, 20, including a front axle 10 equipped with two front wheels 12 and a front powertrain 11, and a rear axle 20 equipped with two rear wheels 22 and a rear powertrain 21.

A titre illustratif, le groupe motopropulseur avant 11 peut être du type hybride (avec un moteur thermique couplé à une machine électrique de traction complémentaire) tandis que celui arrière peut être électrique. La source de courant électrique peut être soit une batterie haute tension (à 400 ou 800 V par exemple), soit une batterie basse tension (à 48V par exemple). Dans tous les cas, on notera qu’ici, le groupe motopropulseur avant 11 reste celui qui possède la plus grande capacité cumulée en couple et la plus grande autonomie puisqu’il est hybride. Il sera donc considéré comme le train principal. Le groupe motopropulseur arrière 21 est quant à lui plus faible en couple délivrable et son autonomie dépend directement de la taille de la batterie d’accumulateurs. Il sera donc considéré comme le train secondaire.As an illustration, the front powertrain 11 may be of the hybrid type (with a thermal engine coupled to a complementary electric traction machine) while the rear one may be electric. The source of electric current may be either a high-voltage battery (at 400 or 800 V for example), or a low-voltage battery (at 48 V for example). In all cases, it should be noted that here, the front powertrain 11 remains the one with the greatest cumulative torque capacity and the greatest autonomy since it is hybrid. It will therefore be considered the main train. The rear powertrain 21 is lower in deliverable torque and its autonomy depends directly on the size of the storage battery. It will therefore be considered the secondary train.

En variante, le groupe motopropulseur avant 11 pourrait être du type thermique, tandis que celui arrière pourrait être électrique, avec une batterie basse tension (de 48V) de capacité faible. Encore en variante, le groupe motopropulseur avant 11 pourrait comporter une machine électrique alimentée par une batterie à plus haute tension (400V par exemple) et de capacité plus grande que la batterie basse tension. Dans ces deux variantes, le groupe motopropulseur arrière 21 pourrait alors jouer un rôle d’alterno-démarreur et de moteur pendant des durées réduites. Le train avant serait donc le train principal.Alternatively, the front powertrain 11 could be of the thermal type, while the rear powertrain could be electric, with a low-voltage battery (48V) of low capacity. Still alternatively, the front powertrain 11 could include an electric machine powered by a higher-voltage battery (400V for example) and of greater capacity than the low-voltage battery. In these two variants, the rear powertrain 21 could then play the role of alternator-starter and motor for short periods. The front axle would therefore be the main axle.

De façon plus générale, le train principal sera celui dont le groupe motopropulseur a la plus grande capacité en couple et la plus grande autonomie (tous pleins faits, c’est-à-dire lorsque les moyens de stockage d’électricité et/ou de carburant sont remplis).More generally, the main train will be the one whose powertrain has the greatest torque capacity and the greatest autonomy (all tanks full, i.e. when the electricity and/or fuel storage means are full).

Si l’essieu avant 10 est équipé d’un moteur à combustion interne, d’une boîte de vitesse et d’un embrayage, le passage d’un couple nul à un couple non nul nécessite du temps. Autrement dit, le temps de réaction du groupe motopropulseur avant est plus grand que celui du groupe motopropulseur arrière. Plus généralement, le passage d’une valeur de couple à une autre se fait lentement, si bien qu’on peut qualifier cet essieu avant 10 de « lent ». Au contraire, l’essieu arrière 20 pourra être qualifié d’essieu « rapide ».If the front axle 10 is equipped with an internal combustion engine, a gearbox and a clutch, the transition from zero torque to non-zero torque requires time. In other words, the reaction time of the front powertrain is greater than that of the rear powertrain. More generally, the transition from one torque value to another is slow, so that this front axle 10 can be described as “slow”. On the contrary, the rear axle 20 can be described as a “fast” axle.

Bien entendu, la configuration illustrée sur la est donnée à titre d’exemple uniquement, et en variante, le véhicule pourrait être configuré autrement.Of course, the configuration illustrated on the is given as an example only, and alternatively the vehicle could be configured differently.

Le véhicule automobile 1 comporte par ailleurs des éléments de carrosserie et de vitrage qui délimitent avec le châssis un habitacle pouvant recevoir au moins un occupant.The motor vehicle 1 also includes bodywork and glazing elements which, with the chassis, delimit a passenger compartment capable of accommodating at least one occupant.

Dans cet habitacle, le véhicule comporte un poste de conduite équipé d’interfaces Homme-machine.In this cabin, the vehicle has a driving position equipped with human-machine interfaces.

Typiquement, le véhicule comporte un volant.Typically, the vehicle has a steering wheel.

Il comporte ici en outre des moyens permettant de sélectionner un mode de conduite parmi plusieurs. Ces moyens sont manuels et peuvent par exemple se présenter sous la forme d’une molette 8, ou d’un écran tactile piloté pour afficher un menu correspondant.It also includes means for selecting one driving mode from several. These means are manual and may, for example, take the form of a wheel 8, or a touch screen controlled to display a corresponding menu.

Ici, ces moyens permettent de sélectionner des modes de conduite parmi les suivants :
- économique,
- confort,
- sportif,
- neige,
- terrain dégradé,
- boue,
- sable,
- hors-route,
- tout-terrain.
Here, these means allow you to select driving modes from the following:
- economic,
- comfort,
- sporty,
- snow,
- degraded land,
- mud,
- sand,
- off road,
- off-road.

Bien entendu, en variante ou en complément, d’autres modes de conduite auraient pu être utilisés.Of course, as an alternative or in addition, other driving modes could have been used.

Également en variante, le mode de conduite pourrait être sélectionné non pas manuellement, mais de manière automatique (par exemple en fonction de la position géolocalisée du véhicule, du comportement du conducteur, de la météo, d’images de l’environnement…).Alternatively, the driving mode could be selected not manually, but automatically (e.g. based on the vehicle's geolocation, driver behavior, weather, images of the environment, etc.).

Le véhicule comporte par ailleurs une unité électronique et/ou informatique de traitement de données. Il s’agira ici d’un calculateur 9 qui comporte un processeur, une mémoire et différentes interfaces d'entrée et de sortie.The vehicle also includes an electronic and/or computer unit for data processing. This will be a computer 9 which includes a processor, a memory and various input and output interfaces.

Grâce à ses interfaces d'entrée, le calculateur 9 est adapté à recevoir des données de la molette 8 et de capteurs 7 embarqués dans le véhicule, permettant par exemple de mesurer la vitesse du véhicule automobile 1, l’angle de braquage du volant ou des roues directrices, l’accélération longitudinale ou latérale subie par le véhicule…Thanks to its input interfaces, the calculator 9 is adapted to receive data from the thumbwheel 8 and from sensors 7 embedded in the vehicle, making it possible, for example, to measure the speed of the motor vehicle 1, the steering angle of the steering wheel or the steered wheels, the longitudinal or lateral acceleration undergone by the vehicle, etc.

Grâce à ses interfaces de sortie, le calculateur 9 est adapté à commander les différents groupes motopropulseurs 11, 21.Thanks to its output interfaces, the calculator 9 is adapted to control the different powertrains 11, 21.

Grâce à sa mémoire, le calculateur 9 mémorise une application informatique, constituée de programmes d’ordinateur comprenant des instructions dont l’exécution par le processeur permet la mise en œuvre par le calculateur du procédé décrit ci-après.Thanks to its memory, the computer 9 stores a computer application, consisting of computer programs comprising instructions whose execution by the processor allows the computer to implement the method described below.

Avant de décrire en détail le procédé mis en œuvre par le calculateur 9, on peut définir quelques notions qui seront utiles dans la suite de ce procédé.Before describing in detail the process implemented by the calculator 9, we can define some concepts which will be useful in the rest of this process.

La « motricité » du véhicule sera définie comme la capacité des essieux à assurer l’accélération ou le freinage du véhicule automobile 1 sans que leurs pneus glissent sur le sol.The “traction” of the vehicle will be defined as the capacity of the axles to ensure the acceleration or braking of the motor vehicle 1 without their tires slipping on the ground.

L’ « efficience énergétique » du véhicule sera définie comme le rendement de l’ensemble des groupes motopropulseur du véhicule. En pratique, privilégier l’efficience énergétique reviendra à optimiser le pilotage des groupes motopropulseurs de façon à réduire leur consommation (en termes de coût ou de consommation) ou la quantité de rejets polluants dans l’atmosphère.The “energy efficiency” of the vehicle will be defined as the performance of all the vehicle’s powertrains. In practice, prioritizing energy efficiency will mean optimizing the control of the powertrains in order to reduce their consumption (in terms of cost or consumption) or the quantity of pollutant emissions into the atmosphere.

La « stabilité » du véhicule sera définie comme la tendance du véhicule à ne pas déraper. Cette stabilité est mise en défaut lorsqu’un moment de lacet apparait autour de l’axe vertical passant par le centre de gravité CG du véhicule automobile 1.The “stability” of the vehicle will be defined as the tendency of the vehicle not to skid. This stability is compromised when a yaw moment appears around the vertical axis passing through the center of gravity CG of the motor vehicle 1.

Ce moment de lacet est en général induit par une perte de guidage latéral au niveau de la zone de contact entre le sol et les roues 12, 22. En effet, si les pertes de guidage latéral sont suffisantes sur les essieux avant et/ou arrière, alors la différence relative de guidage entre l’avant et l’arrière va induire ce mouvement de rotation autour du centre de gravité CG du véhicule. Ce mouvement peut être difficilement contrôlable pour le conducteur du véhicule automobile 1, notamment si c’est l’essieu arrière qui perd le plus de guidage latéral (on parle alors de véhicule survireur).This yaw moment is generally induced by a loss of lateral guidance at the contact zone between the ground and the wheels 12, 22. Indeed, if the losses of lateral guidance are sufficient on the front and/or rear axles, then the relative difference in guidance between the front and the rear will induce this rotational movement around the center of gravity CG of the vehicle. This movement may be difficult to control for the driver of the motor vehicle 1, particularly if it is the rear axle that loses the most lateral guidance (this is then referred to as an oversteering vehicle).

Dans le procédé décrit ci-après, la stabilité de la voiture sera traitée de manière curative pour réagir immédiatement à toute perte de motricité sur l’essieu avant ou arrière dans le but de maintenir un comportement global véhicule de type sous-vireur (l’essieu avant perdant l’adhérence plus facilement que l’essieu arrière). Bien entendu, en variante, le contraire pourrait être privilégié (pour des raisons de typage du véhicule sportif ou agile).In the process described below, the stability of the car will be treated curatively to react immediately to any loss of traction on the front or rear axle in order to maintain an overall vehicle behavior of the understeer type (the front axle losing grip more easily than the rear axle). Of course, as a variant, the opposite could be preferred (for reasons of sports or agile vehicle typing).

Cette logique de gestion du glissement relatif entre les essieux permet donc maitriser la stabilité du véhicule en corrigeant rapidement le couple appliqué sur le train arrière. Comme cela sera décrit en détail ci-après, cette correction sera en pratique réalisée à l’aide d’une boucle de rétroaction appelée « boucle de contrôle en glissement inter-essieux ».This logic of managing the relative slip between the axles therefore makes it possible to control the stability of the vehicle by quickly correcting the torque applied to the rear axle. As will be described in detail below, this correction will in practice be carried out using a feedback loop called an “inter-axle slip control loop”.

Le « temps de réaction » d’un groupe motopropulseur quantifiera la latence de ce groupe pour exercer un couple donné, en partant d’un couple sensiblement différent. Typiquement, on pourra quantifier ce temps de réaction par la durée nécessaire pour passer d’un couple nul à un couple non-nul donné (typiquement 500Nm).The “reaction time” of a powertrain will quantify the latency of this group to exert a given torque, starting from a significantly different torque. Typically, this reaction time can be quantified by the time required to go from a zero torque to a given non-zero torque (typically 500Nm).

Sur la , on a représenté de manière schématique le procédé mis en œuvre par le calculateur 9 pour bien répartir la puissance entre les essieux, selon les conditions rencontrées par le véhicule et les instructions du conducteur de ce véhicule.On the , the process implemented by the computer 9 to properly distribute the power between the axles is schematically represented, according to the conditions encountered by the vehicle and the instructions of the driver of this vehicle.

Ce procédé est mis en œuvre de manière récursive, c’est-à-dire en boucle, à pas de temps réguliers. A chaque boucle, le calculateur exécute ainsi onze étapes principales.This process is implemented recursively, that is, in a loop, at regular time steps. In each loop, the computer thus executes eleven main steps.

Dans l’exemple ici considéré, ce procédé sera mis en œuvre pour faire intervenir au plus juste l’essieu arrière dans la traction du véhicule automobile 1. En effet, on considère ici que le groupe motopropulseur arrière 21 est équipé d’une batterie basse-tension, si bien qu’il ne peut pas être utilisé en continue mais doit être exploiter uniquement lorsque le besoin s’en fait sentir. Dans ce cadre, pour simplifier, le train arrière sera principalement employé pour garantir la stabilité et la motricité du véhicule en cas de besoin.In the example considered here, this method will be implemented to involve the rear axle as accurately as possible in the traction of the motor vehicle 1. Indeed, it is considered here that the rear powertrain 21 is equipped with a low-voltage battery, so that it cannot be used continuously but must be used only when the need arises. In this context, to simplify, the rear axle will be mainly used to guarantee the stability and traction of the vehicle when necessary.

Ici, un autre aspect du procédé consistera à déterminer un couple préventif pour le train arrière permettant d’éviter a priori toute perte de motricité et de garantir la stabilité de façon préventive (et non curative).Here, another aspect of the process will consist of determining a preventive torque for the rear axle to avoid a priori any loss of traction and to guarantee stability in a preventive (and not curative) manner.

Les étapes de ce procédé sont les suivantes.The steps of this process are as follows.

Au cours d’une première étape F1, le calculateur 9 acquiert une requête générale énergétique demandée par le conducteur pour mouvoir le véhicule automobile 1. Cette requête générale permet au calculateur de déterminer si le véhicule doit accélérer ou freiner.During a first step F1, the computer 9 acquires a general energy request requested by the driver to move the motor vehicle 1. This general request allows the computer to determine whether the vehicle must accelerate or brake.

Dans la suite, cette requête sera quantifiée en termes de couple au niveau des essieux. Bien entendu, en variante, elle pourrait être quantifiée autrement (par exemple en termes de puissance, en termes de couple au niveau des arbres de sortie des machines de traction …).In the following, this query will be quantified in terms of torque at the axles. Of course, as a variant, it could be quantified differently (for example in terms of power, in terms of torque at the output shafts of the traction machines, etc.).

Pour déterminer ce couple demandé, le calculateur peut s’appuyer sur différentes données telles que par exemple la position des pédales de frein et d’accélérateur, la pression exercée sur ces pédales, la vitesse de consigne saisie au niveau du régulateur de vitesse du véhicule…To determine this requested torque, the calculator can rely on different data such as for example the position of the brake and accelerator pedals, the pressure exerted on these pedals, the set speed entered at the vehicle's cruise control, etc.

Quoi qu’il en soit, à ce stade, le calculateur détermine ici le couple total CTrequis et devant être distribué entre les essieux avant 10 et arrière 20 du véhicule automobile 1. On notera ici que ce couple total CTsera positif lorsque les roues doivent tracter le véhicule automobile 1, et négatif lorsque les roues doivent freiner le véhicule.In any case, at this stage, the calculator here determines the total torque C T required and to be distributed between the front 10 and rear 20 axles of the motor vehicle 1. It will be noted here that this total torque C T will be positive when the wheels must tow the motor vehicle 1, and negative when the wheels must brake the vehicle.

Au cours d’une deuxième étape F2 (puis d’une troisième étape F3), le calculateur 9 acquiert les valeurs minimale en négatif et maximale en positif du couple que chaque groupe motopropulseur peut générer au niveau de l’essieu avant 10 (puis au niveau de l’essieu arrière 20). On notera que la valeur minimale correspondra au couple maximum (en négatif) que le groupe motopropulseur peut générer pour freiner le véhicule automobile 1.During a second step F2 (then a third step F3), the computer 9 acquires the minimum negative and maximum positive values of the torque that each powertrain can generate at the front axle 10 (then at the rear axle 20). It will be noted that the minimum value will correspond to the maximum torque (in negative) that the powertrain can generate to brake the motor vehicle 1.

Ces valeurs dépendent ici principalement des performances des groupes motopropulseurs 11, 21 accouplés à ces essieux. Elles dépendent en outre du niveau de charge SOC de la batterie basse tension. Elles sont ici par exemple déterminées sur banc d’essais lors de la conception du véhicule automobile 1 et enregistrées dans la mémoire du calculateur sous formes de tables. Dans la suite de cet exposé, ces valeurs seuils seront appelées « couple potentiel maximal de traction CMAX,f, CMAX,r» et « couple potentiel minimal de décélération CMIN,f, CMIN,r».These values here depend mainly on the performance of the powertrains 11, 21 coupled to these axles. They also depend on the SOC charge level of the low-voltage battery. They are here, for example, determined on a test bench during the design of the motor vehicle 1 and recorded in the memory of the computer in the form of tables. In the remainder of this presentation, these threshold values will be called "maximum potential traction torque C MAX,f , C MAX,r " and "minimum potential deceleration torque C MIN,f , C MIN,r ".

On notera que les indices f et r utilisés ci-dessus et dans la suite de cet exposé font respectivement référence aux essieux avant 10 et arrière 20.It will be noted that the indices f and r used above and in the remainder of this presentation refer respectively to the front 10 and rear 20 axles.

Au cours d’une quatrième étape F4, le calculateur 9 détermine un « couple curatif CC» à appliquer aux essieux.During a fourth step F4, the calculator 9 determines a “curative torque C C ” to be applied to the axles.

Ce couple curatif est celui qui permet, lorsqu’un essieu patine (que ses roues glissent sur le sol), de réduire le couple appliqué sur cet essieu et de le basculer en réaction vers l’autre essieu. Il est qualifié de « curatif » puisqu’il est non nul uniquement lorsqu’un essieu est détecté comme patinant.This curative torque is the one that allows, when an axle slips (its wheels slide on the ground), to reduce the torque applied to this axle and to switch it in reaction towards the other axle. It is called "curative" since it is non-zero only when an axle is detected as slipping.

Ce couple curatif Cc est issu de la boucle de contrôle en glissement inter-essieux précitée. En d’autres termes, sa valeur est déterminée en fonction de la différence de vitesses de rotation entre les essieux. Il est positif lorsque les roues 12 du train avant patinent et que l’essieu arrière 20 doit reprendre une partie supplémentaire du couple total CT, et négatif lorsque les roues 22 du train arrière patinent et que l’essieu avant 10 doit reprendre une partie supplémentaire du couple total CT.This curative torque Cc comes from the aforementioned inter-axle slip control loop. In other words, its value is determined according to the difference in rotational speeds between the axles. It is positive when the wheels 12 of the front axle slip and the rear axle 20 must take up an additional part of the total torque C T , and negative when the wheels 22 of the rear axle slip and the front axle 10 must take up an additional part of the total torque C T .

Comme cela a été exposé supra, selon la configuration de la boucle de contrôle, ce couple curatif permettra de donner au véhicule automobile 1 un comportement sous-vireur ou survireur.As explained above, depending on the configuration of the control loop, this curative torque will make it possible to give the motor vehicle 1 understeer or oversteer behavior.

Sur la , on a représenté une méthode de calcul de ce couple curatif CC.On the , we have represented a method of calculating this curative couple C C .

Au cours d’une première sous-étape, le calculateur acquiert les vitesses de rotation :
- ωFRde la roue avant droite,
- ωFLde la roue avant gauche,
- ωfde l’essieu avant,
- ωrde l’essieu arrière.
During a first sub-step, the calculator acquires the rotation speeds:
- ω FR of the right front wheel,
- ω FL of the left front wheel,
- ω f of the front axle,
- ω r of the rear axle.

Puis, il détermine la moyenne des vitesses de rotation des roues avant, ainsi que la moyenne des vitesses de rotation des essieux.Then it determines the average of the rotation speeds of the front wheels, as well as the average of the rotation speeds of the axles.

Ces différentes valeurs donnent, selon la configuration, une « vitesse de rotation de référence ». Elles permettent également de calculer la vitesse V1 du véhicule automobile 1. Grâce à des tables stockées dans la mémoire du calculateur, il est possible d’en déduire un taux de glissement inter-essieux cible S1 (c’est-à-dire un pourcentage d’écart entre les vitesses de rotation des essieux).These different values give, depending on the configuration, a “reference rotation speed”. They also make it possible to calculate the speed V1 of the motor vehicle 1. Using tables stored in the computer’s memory, it is possible to deduce a target inter-axle slip rate S1 (i.e. a percentage difference between the rotation speeds of the axles).

En variante, il existe d’autres moyens pour déterminer la vitesse V1 du véhicule automobile 1 : il est typiquement possible de s’appuyer sur une information fournie par un calculateur de freinage.Alternatively, there are other means of determining the speed V1 of the motor vehicle 1: it is typically possible to rely on information provided by a braking computer.

Le produit de la vitesse V1 et de la valeur de glissement inter-essieux cible S1 permet alors de déterminer une vitesse de glissement inter-essieux cible Δω0.The product of the speed V1 and the target inter-axle slip value S1 then makes it possible to determine a target inter-axle slip speed Δω 0 .

Ici, si l’on souhaite que le véhicule ait un comportement sous-vireur, cette vitesse de glissement inter-essieux cible Δω0impose que l’essieu avant tourne plus vite que l’essieu arrière.Here, if we want the vehicle to have understeer behavior, this target inter-axle slip speed Δω 0 requires that the front axle turns faster than the rear axle.

En parallèle, le calculateur détermine l’écart Δω entre les vitesses de rotation des essieux.At the same time, the calculator determines the difference Δω between the rotation speeds of the axles.

La différence entre la vitesse de glissement inter-essieux cible Δω0et cet écart Δω est alors utilisée en entrée d’un régulateur 9A (ici un régulateur de type PID) de façon à déterminer le couple curatif Cc qui permettra de faire en sorte que, si l’un des essieux glisse, le couple bascule de cet essieu vers l’autre essieu.The difference between the target inter-axle slip speed Δω 0 and this gap Δω is then used as input to a regulator 9A (here a PID type regulator) in order to determine the curative torque Cc which will ensure that, if one of the axles slips, the torque switches from this axle to the other axle.

S’agissant de la « vitesse de rotation de référence précitée », on peut faire les commentaires suivants.Regarding the aforementioned "reference rotation speed", the following comments can be made.

Lorsque les machines de traction présentent une dynamique en couple plutôt faible (typiquement les moteurs à combustion interne), il est possible de faire un asservissement des vitesses d’essieux en considérant les vitesses moyennes des roues de chaque essieu.When the traction machines have a rather low torque dynamics (typically internal combustion engines), it is possible to control the axle speeds by considering the average speeds of the wheels on each axle.

En revanche, lorsque les machines de traction ont des dynamiques en couple plus grandes (typiquement les machines électriques), il est plus pertinent d’utiliser directement les vitesses de ces machines de traction, en considérant que la vitesse de rotation de la machine représente la vitesse de l’essieu.On the other hand, when the traction machines have greater torque dynamics (typically electric machines), it is more relevant to use the speeds of these traction machines directly, considering that the rotation speed of the machine represents the speed of the axle.

Lorsqu’on utilise plusieurs machines de traction par essieu, avec des dynamiques différentes et qui sont potentiellement déconnectables à volonté des roues, la solution consiste à considérer, si une ou plusieurs machines de traction à forte dynamique en couple sont connectées aux roues, leurs vitesses combinées calculées au niveau du différentiel.When using several traction machines per axle, with different dynamics and which are potentially disconnectable at will from the wheels, the solution consists in considering, if one or more traction machines with high torque dynamics are connected to the wheels, their combined speeds calculated at the differential level.

Lorsqu’on utilise une seule machine de traction à faible dynamique en couple (ou aucune machine de traction à forte dynamique en couple), alors, on utilisera la moyenne des vitesses de rotation des roues de l’essieu.When using only one low torque traction machine (or no high torque traction machine), then the average of the axle wheel rotational speeds will be used.

S’agissant maintenant du régulateur 9A de type PID, on peut faire les commentaires suivants.Now regarding the 9A PID type regulator, the following comments can be made.

De manière préférentielle, le paramétrage de ce régulateur 9A dépendra de l’état de la chaine cinématique, c’est-à-dire de la configuration de chaque groupe motopropulseur.Preferably, the setting of this 9A regulator will depend on the state of the drive train, that is to say the configuration of each powertrain.

En effet, à partir du moment où l’une des machines de traction de l’un des groupes motopropulseurs a une dynamique (en termes de couple) plus importante que les autres et/ou qu’elle est accouplée à un réducteur multi-rapports, il est préférable de prendre en compte l’effet inertiel de ce groupe motopropulseur sur le couple curatif.In fact, from the moment when one of the traction machines of one of the powertrains has a greater dynamic (in terms of torque) than the others and/or it is coupled to a multi-ratio reducer, it is preferable to take into account the inertial effect of this powertrain on the curative torque.

En effet, l’inertie de la chaine cinématique ne sera pas la même selon le rapport de boîte engagé, selon que toutes ou une partie seulement des machines de traction (moteur électrique et moteur à combustion interne) sont couplées aux essieux…In fact, the inertia of the drive train will not be the same depending on the gear ratio engaged, depending on whether all or only some of the traction machines (electric motor and internal combustion engine) are coupled to the axles, etc.

Ainsi, on pourra ici ajuster le gain proportionnel du régulateur 9A compte tenu de ces paramètres, sur la base de valeurs stockées dans une table mémorisée dans le calculateur 9.Thus, the proportional gain of the 9A regulator can be adjusted here taking these parameters into account, based on values stored in a table memorized in the calculator 9.

Ce gain proportionnel présenter ici un coefficient directeur plus grand dans le cas où seule l’une des machines de traction est utilisée (en mode deux roues motrices) que dans le cas où les deux machines de traction sont utilisées (en mode quatre roues motrices).This proportional gain presents here a greater steering coefficient in the case where only one of the traction machines is used (in two-wheel drive mode) than in the case where both traction machines are used (in four-wheel drive mode).

Dans cette configuration à quatre roues motrices, ce gain proportionnel présentera un coefficient directeur plus grand si le rapport de vitesse engagé est plus faible.In this four-wheel drive configuration, this proportional gain will have a greater steering coefficient if the gear ratio engaged is lower.

A ce stade, on notera qu’il serait possible de piloter le véhicule en fonction des données issues des quatre étapes F1 à F4, en corrigeant tout problème d’adhérence à l’aide de ce couple curatif Cc.At this stage, it should be noted that it would be possible to drive the vehicle based on the data from the four stages F1 to F4, correcting any grip problems using this curative torque Cc.

Toutefois, dans le cadre du présent exposé, on préfèrera chercher à prévenir tout problème d’adhérence et à optimiser la consommation énergétique des groupes motopropulseur dès que cela est possible.However, in the context of this presentation, we will prefer to seek to prevent any adhesion problems and to optimize the energy consumption of the powertrains as soon as possible.

Pour cela, au cours d’une cinquième étape F5 ( ), le calculateur 9 réalise un arbitrage afin de déterminer si, compte tenu de la configuration et de la situation du véhicule, la motricité ou l’efficience énergétique doit être priorisée.For this, during a fifth stage F5 ( ), the calculator 9 performs an arbitration in order to determine whether, taking into account the configuration and situation of the vehicle, traction or energy efficiency should be prioritized.

Ici, le calculateur s’appuie sur le mode de conduite sélectionné par le conducteur au moyen de la molette 8 et sur des données mesurées par les capteurs 7 embarqués (notamment la vitesse du véhicule automobile 1, l’angle de braquage du volant ou des roues directrices, l’accélération longitudinale et l’accélération latérale subie par le véhicule).Here, the calculator relies on the driving mode selected by the driver using the thumbwheel 8 and on data measured by the on-board sensors 7 (in particular the speed of the motor vehicle 1, the steering angle of the steering wheel or the steered wheels, the longitudinal acceleration and the lateral acceleration experienced by the vehicle).

Compte tenu de ces informations, le calculateur sera en mesure de déterminer si la motricité doit être priorisée, ou s’il est possible de piloter les groupes motopropulseurs 11, 21 de la manière la plus économique possible.Given this information, the computer will be able to determine whether traction should be prioritized, or whether it is possible to operate the powertrains 11, 21 in the most economical way possible.

Typiquement, un mode de conduite économique ou confort priorisera autant que possible l’optimisation énergétique tandis qu’un mode de conduite hors-route ou neige priorisera la motricité quelle que soit la vitesse du véhicule.Typically, an economy or comfort driving mode will prioritize energy optimization as much as possible while an off-road or snow driving mode will prioritize traction regardless of the vehicle speed.

Bien entendu, un mode de conduite n’impliquera pas nécessairement de prioriser l’un ou l’autre de la motricité et l’optimisation énergétique dans toutes les situations. Typiquement, un mode de conduite hors-route ou neige pourra prioriser l’optimisation énergétique à vitesse moyenne stabilisée avec faible demande de couple et accélérations longitudinale et latérale réduites.Of course, a driving mode will not necessarily imply prioritizing one or the other of traction and energy optimization in all situations. Typically, an off-road or snow driving mode may prioritize energy optimization at stabilized average speed with low torque demand and reduced longitudinal and lateral accelerations.

Le couple curatif Cc calculé à l’étape précédente permettra dans tous les cas de garantir la motricité et la stabilité du véhicule si jamais le pilotage du véhicule générait malgré tout un glissement au niveau des roues d’un essieu.The curative torque Cc calculated in the previous step will in all cases guarantee the traction and stability of the vehicle if ever the steering of the vehicle nevertheless generates slippage at the level of the wheels of an axle.

Des règles d’arbitrage préétablies sont alors préférentiellement définies dès la conception du véhicule et stockées dans la mémoire du calculateur, par exemple sous la forme de cartographies ou sous forme analytique (via des calculs formels d’interpolation de courbes monocritère).Pre-established arbitration rules are then preferentially defined from the design stage of the vehicle and stored in the computer memory, for example in the form of maps or in analytical form (via formal calculations of interpolation of single-criteria curves).

Dans tous les cas, le but de ces règles d’arbitrage sera de prioriser :
- la motricité (c’est-à-dire la répartition du couple total sur les essieux) lorsque c’est nécessaire,
- l’optimisation énergétique dès que c’est possible, même si cela induit une motricité plus précaire et peut amener à des interventions curatives plus fréquentes (i.e. à un couple curatif non nul).
In any case, the aim of these arbitration rules will be to prioritize:
- the drive (i.e. the distribution of the total torque on the axles) when necessary,
- energy optimization whenever possible, even if this induces more precarious motor skills and can lead to more frequent curative interventions (i.e. to a non-zero curative torque).

Sur la , on a représenté à titre d’exemple un tableau illustrant des règles d’arbitrage simples pouvant être efficacement employées.On the , a table has been shown as an example illustrating simple arbitration rules that can be effectively used.

Sur cette figure, on observe que le calculateur commence par acquérir le couple total CT(étape F1), puis il détermine s’il est positif ou négatif.In this figure, we observe that the calculator begins by acquiring the total torque C T (step F1), then it determines whether it is positive or negative.

Dans le cas qui nous intéresse tout d’abord, ce couple total CTest considéré positif.In the case that interests us first, this total couple C T is considered positive.

La première règle d’arbitrage s’appuie sur le mode de conduite sélectionné par le conducteur et sur la valeur du couple total CT. En fonction de ces données, il peut en effet être nécessaire de prioriser la motricité.The first arbitration rule is based on the driving mode selected by the driver and on the value of the total torque C T . Depending on these data, it may in fact be necessary to prioritize traction.

En pratique, cette première règle d’arbitrage consiste à déterminer la valeur d’un booléen ARB1.In practice, this first rule of arbitration consists of determining the value of a boolean ARB1.

Ici, si le mode de conduite est hors-route ou neige, la valeur « 1 » est affectée à ce booléen ARB1.Here, if the driving mode is off-road or snow, the value "1" is assigned to this ARB1 boolean.

Sinon (si un autre mode de conduite est sélectionné), la valeur du couple total CTest comparée avec un seuil prédéterminé, qui dépend de préférence de la vitesse du véhicule automobile 1. S’il est supérieur à ce seuil, la valeur « 1 » est affectée à ce booléen ARB1.Otherwise (if another driving mode is selected), the value of the total torque C T is compared with a predetermined threshold, which preferably depends on the speed of the motor vehicle 1. If it is higher than this threshold, the value “1” is assigned to this boolean ARB1.

Sinon, la valeur « 0 » lui est affectée.Otherwise, it is assigned the value "0".

Comme le montre la , lorsque ce booléen ARB1 est égal à 1, la motricité est priorisée.As shown in the , when this boolean ARB1 is equal to 1, the motor skills are prioritized.

Dans le cas contraire, une deuxième règle d’arbitrage est employée pour déterminer si la dynamique du véhicule est telle que la motricité doit être priorisée.Otherwise, a second arbitration rule is used to determine whether the vehicle dynamics are such that traction should be prioritized.

En pratique, cette deuxième règle d’arbitrage consiste à déterminer la valeur d’un booléen ARB2.In practice, this second arbitration rule consists of determining the value of a boolean ARB2.

Pour cela, le calculateur acquiert l’accélération latérale subie par le véhicule automobile 10, puis il compare cette accélération avec un seuil prédéterminé, qui dépend de préférence de la vitesse du véhicule automobile 1. S’il est supérieur à ce seuil, la valeur « 1 » est affectée à ce booléen ARB2.To do this, the computer acquires the lateral acceleration experienced by the motor vehicle 10, then it compares this acceleration with a predetermined threshold, which preferably depends on the speed of the motor vehicle 1. If it is higher than this threshold, the value “1” is assigned to this boolean ARB2.

Sinon, la valeur « 0 » lui est affectée.Otherwise, it is assigned the value "0".

Comme le montre la , lorsque ce booléen ARB2 est égal à 1, la motricité est priorisée. Sinon, c’est l’optimisation énergétique qui l’est.As shown in the , when this boolean ARB2 is equal to 1, the motor skills are prioritized. Otherwise, it is the energy optimization that is.

En résumé, la motricité est considérée comme devant être priorisée par rapport à l’optimisation énergétique si le mode de conduite est hors-route ou neige, ou si la valeur du couple total CTest élevée ou encore si l’accélération latérale est élevée. Dans tous les autres cas, c’est l’optimisation énergétique qui est priorisée.In summary, traction is considered to be prioritized over energy optimization if the driving mode is off-road or snow, or if the total torque value C T is high, or if lateral acceleration is high. In all other cases, energy optimization is prioritized.

On peut maintenant considérer le cas où le couple total CTest négatif. Dans ce cas, au moins un des groupes motopropulseurs est utilisé pour réaliser un freinage régénératif (c’est-à-dire pour utiliser l’énergie du freinage afin de recharger la batterie basse tension). Dans le cas où le groupe motopropulseur avant 11 comporte un moteur à combustion interne, on comprend que seul le groupe motopropulseur 21 peut assurer ce freinage régénératif.We can now consider the case where the total torque C T is negative. In this case, at least one of the powertrains is used to perform regenerative braking (i.e. to use the braking energy to recharge the low-voltage battery). In the case where the front powertrain 11 includes an internal combustion engine, it is understood that only the powertrain 21 can provide this regenerative braking.

Une troisième règle d’arbitrage consiste à déterminer si on se trouve dans un cas de freinage important, dans lequel la stabilité doit être privilégiée. En effet, dans un tel cas, les freins sont dimensionnés de manière à ce que le couple de freinage soit majoritairement repris par l’essieu avant (avec une répartition de par exemple 70% du couple de freinage sur l’essieu avant).A third rule of arbitration consists in determining whether we are in a case of significant braking, in which stability must be favored. Indeed, in such a case, the brakes are dimensioned so that the braking torque is mainly taken up by the front axle (with a distribution of for example 70% of the braking torque on the front axle).

Cette troisième règle d’arbitrage consiste alors à déterminer la valeur d’un booléen ARB3.This third arbitration rule then consists of determining the value of a boolean ARB3.

En pratique, le calculateur acquiert le couple potentiel maximal de traction CMAX,rà l’essieu arrière (déterminé lors de l’étape F3) et la valeur d’une « marge de stabilité arrière de freinage ».In practice, the calculator acquires the maximum potential traction torque C MAX,r at the rear axle (determined during step F3) and the value of a “rear braking stability margin”.

En pratique, le calculateur acquiert le couple minimal de décélération CMIN,rà l’essieu arrière (déterminé lors de l’étape F3) et il construit ou acquiert la valeur d’une « marge de stabilité arrière de freinage ». Cette marge de stabilité arrière est directement issue du freinage et de la marge de stabilité utilisée pour l’ABS (Anti-blocage Système) ou bien construite pour éviter que la roue ne se bloque.In practice, the calculator acquires the minimum deceleration torque C MIN,r at the rear axle (determined during step F3) and it constructs or acquires the value of a "rear braking stability margin". This rear stability margin is directly derived from braking and the stability margin used for the ABS (Anti-lock Braking System) or constructed to prevent the wheel from locking.

Si leurs valeurs sont différentes, ce qui signifie que l’on se trouve dans une configuration où le freinage régénératif ne permet pas de freiner le véhicule de la façon souhaitée, la valeur « 1 » est affectée à ce booléen ARB3. Dans cette éventualité, c’est la stabilité du véhicule qui sera privilégiée.If their values are different, which means that we are in a configuration where regenerative braking does not allow the vehicle to be braked in the desired way, the value "1" is assigned to this ARB3 boolean. In this case, the stability of the vehicle will be prioritized.

Sinon, la valeur « 0 » lui est affectée.Otherwise, it is assigned the value "0".

Dans ce cas, une quatrième règle d’arbitrage permet de vérifier si la dynamique du véhicule nécessite ou non de privilégier la motricité. En effet, à titre d’exemple, un freinage en ligne droite ne nécessite pas de privilégier autant la motricité qu’un freinage en virage.In this case, a fourth arbitration rule allows us to check whether the vehicle dynamics require or not to prioritize traction. Indeed, for example, braking in a straight line does not require as much priority to traction as braking in a bend.

Cette quatrième règle d’arbitrage consiste à déterminer la valeur d’un booléen ARB4, ici en fonction du mode de conduite, du booléen ARB2 et de la vitesse de rotation en lacet du véhicule autour du centre de gravité CG.This fourth arbitration rule consists of determining the value of a boolean ARB4, here as a function of the driving mode, the boolean ARB2 and the yaw rotation speed of the vehicle around the center of gravity CG.

La valeur « 1 » est affectée à ce booléen ARB 4 si l’une au moins des trois conditions suivantes est remplies (sinon, la valeur « 0 » lui est affectée).The value "1" is assigned to this ARB 4 boolean if at least one of the following three conditions is met (otherwise, the value "0" is assigned to it).

Une première condition est que le mode de conduite économique ne soit pas sélectionné.A first condition is that the economical driving mode is not selected.

Une seconde condition est que le booléen ARB2 soit égal à 1 et que le mode de conduite économique ne soit pas choisi.A second condition is that the boolean ARB2 is equal to 1 and that the economical driving mode is not chosen.

Une troisième condition est que la vitesse de rotation en lacet soit supérieure à un seuil prédéterminé (lequel peut dépendre de la vitesse du véhicule).A third condition is that the yaw rate must be greater than a predetermined threshold (which may depend on the vehicle speed).

Alors, si le booléen ARB4 est égal à 1, la motricité est priorisée. Sinon, c’est l’optimisation énergétique qui l’est.So, if the boolean ARB4 is equal to 1, the motor skills are prioritized. Otherwise, it is the energy optimization that is.

En résumé, cet arbitrage permet de déterminer si la motricité ou l’optimisation énergétique doit être priorisée. Le résultat de cet arbitrage sera employé à l’étape F7 décrite ci-après.In summary, this arbitration makes it possible to determine whether motor skills or energy optimization should be prioritized. The result of this arbitration will be used in step F7 described below.

En parallèle de cet arbitrage, comme le montre la , le procédé se poursuit en une sixième étape F6 qui consiste, pour le calculateur 9, à déterminer un couple préventif CP,rsur le train arrière, permettant d’optimiser la motricité.In parallel with this arbitration, as shown by the , the process continues in a sixth step F6 which consists, for the calculator 9, in determining a preventive torque C P,r on the rear axle, allowing the traction to be optimized.

L’idée consiste de manière générale à faire en sorte que le couple exercé par le train avant ne soit pas trop élevé, de manière à éviter toute perte d’adhérence de façon préventive (si bien que le couple curatif Cc reste autant que possible nul).The idea is generally to ensure that the torque exerted by the front axle is not too high, so as to prevent any loss of grip in a preventive manner (so that the curative torque Cc remains as zero as possible).

Cette sixième étape peut être mise en œuvre de façons différentes. Dans la suite, on envisagera deux solutions techniques différentes, et dans le cas de la seconde solution technique, on envisagera en outre un raffinement.This sixth step can be implemented in different ways. In the following, two different technical solutions will be considered, and in the case of the second technical solution, a refinement will also be considered.

La première solution technique consiste à partir du principe que plus la masse exercée par un pneu sur le sol est importante, plus le couple que ce pneu pourra exercer sans glissement sur le sol sera grand.The first technical solution is to start from the principle that the greater the mass exerted by a tire on the ground, the greater the torque that this tire will be able to exert without slipping on the ground.

En d’autres termes, cette solution technique consiste à répartir, lorsque la motricité est privilégiée, le couple entre les essieux en fonction de la masse que chaque essieu exerce sur le sol.In other words, this technical solution consists of distributing, when traction is preferred, the torque between the axles according to the mass that each axle exerts on the ground.

La répartition des masses entre les essieux dépend principalement de la position de la batterie d’accumulateurs (objet notoirement très lourd) et du type et de la position des groupes motopropulseurs dans le véhicule. Elle peut dépendre aussi également du nombre d’usages dans le véhicule, leurs positions respectives, le poids des bagages … L’évaluation de cette répartition pourra se faire de la même façon que celle exposée plus loin.The distribution of masses between the axles depends mainly on the position of the storage battery (a notoriously very heavy object) and the type and position of the powertrains in the vehicle. It may also depend on the number of uses in the vehicle, their respective positions, the weight of the luggage, etc. The assessment of this distribution can be done in the same way as that explained below.

Sur la , on a représenté un exemple de calcul du couple préventif CP,rsur le train arrière conforme à cette première solution technique.On the , we have shown an example of calculation of the preventive torque C P,r on the rear axle in accordance with this first technical solution.

On y observe qu’un bloc 91 est adapté à calculer un couple arrière préliminaire Cren fonction du couple total CTdemandé et de la répartition des masses dans le véhicule.It can be seen that a block 91 is adapted to calculate a preliminary rear torque C r as a function of the total torque C T requested and the distribution of masses in the vehicle.

Pour ne pas dépasser la valeur du couple potentiel maximal de traction CMAX,rsur le train arrière, un opérateur mathématique sélectionne le minimum Min entre ce couple potentiel maximal de traction CMAX,ret le couple arrière préliminaire Cr.In order not to exceed the value of the maximum potential traction torque C MAX,r on the rear axle, a mathematical operator selects the minimum Min between this maximum potential traction torque C MAX,r and the preliminary rear torque C r .

Pour ne pas dépasser la valeur du couple potentiel maximal de traction CMAX,fsur le train avant, un autre opérateur mathématique sélectionne le maximum entre ce minimum Min et l’écart entre le couple total CTet le couple potentiel maximal de traction CMAX,fsur le train avant, et il en déduit ainsi la valeur du couple préventif CP,rsur le train arrière.In order not to exceed the value of the maximum potential traction torque C MAX,f on the front axle, another mathematical operator selects the maximum between this minimum Min and the difference between the total torque C T and the maximum potential traction torque C MAX,f on the front axle, and thus deduces the value of the preventive torque C P,r on the rear axle.

Ici, le bloc 91 se réfère, pour la répartition des masses, à une variable Br dite « Base ratio » dont le calcul est le suivant :Here, block 91 refers, for the distribution of masses, to a variable Br called “Base ratio” whose calculation is as follows:

Dans cette équation, les variables utilisées sont définies de la façon suivante.In this equation, the variables used are defined as follows.

Dans ce système, les constantes et variables sont définies ainsi :
M est la masse du véhicule automobile 1, exprimée en kilogrammes,
Lr est la longueur entre le centre de gravité et l’essieu avant, exprimée en mètres,
Lf est la longueur entre le centre de gravité et l’essieu arrière, exprimée en mètres,
L est la somme des deux longueurs précitées et forme l’empattement du véhicule,
g est l’accélération de la pesanteur,
accx est l’accélération longitudinale du véhicule automobile 1,
h est la hauteur du véhicule automobile 1, exprimée en mètres.
In this system, constants and variables are defined as follows:
M is the mass of motor vehicle 1, expressed in kilograms,
Lr is the length between the center of gravity and the front axle, expressed in meters,
Lf is the length between the center of gravity and the rear axle, expressed in meters,
L is the sum of the two aforementioned lengths and forms the wheelbase of the vehicle,
g is the acceleration of gravity,
accx is the longitudinal acceleration of motor vehicle 1,
h is the height of motor vehicle 1, expressed in meters.

On notera que dans ce modèle, Wfl=Wfr et Wrl=Wrr puisqu’il ne prend en compte que le report de charge lié à l’accélération longitudinale. Pour tenir compte de l’accélération latérale, il aurait fallu ajouter ou retrancher (selon qu’on tourne à droite ou à gauche) l’expression +/- M/2.g.accy.h/l (avec l la largeur de voie de la voiture et accy l’accélération latérale).It should be noted that in this model, Wfl=Wfr and Wrl=Wrr since it only takes into account the load transfer linked to longitudinal acceleration. To take into account lateral acceleration, it would have been necessary to add or subtract (depending on whether turning right or left) the expression +/- M/2.g.accy.h/l (with l the width of the car's track and accy the lateral acceleration).

La seconde solution technique ne se base pas uniquement sur la capacité des pneus à exercer un couple de traction ou de freinage compte tenu de la masse qui s’exerce sur eux. Elle se base en outre sur les limites en termes de motricité du train avant.The second technical solution is not based solely on the ability of the tires to exert traction or braking torque given the mass acting on them. It is also based on the front axle's traction limits.

Cette seconde solution permet ainsi, lorsque la motricité doit être privilégiée, d’utiliser autant que possible le groupe motopropulseur avant 11 afin d’économiser autant que faire se peut l’énergie stockée dans la batterie basse tension.This second solution thus allows, when traction must be prioritized, to use as much as possible the front powertrain 11 in order to save as much as possible the energy stored in the low voltage battery.

En d’autres termes, le couple préventif CP,rest ici calculé pour correspondre au couple que le train arrière doit exercer pour que la demande de couple total CTsoit satisfaite et que le train avant ne glisse pas.In other words, the preventive torque C P,r is here calculated to correspond to the torque that the rear axle must exert so that the total torque demand C T is satisfied and the front axle does not slip.

Il peut prendre des formes plus ou moins complexes et/ou formelles. Il peut être déterminé en fonction :
- des ellipses d’adhérence théoriques des roues par rapport au sol (on considère que le vecteur représentant la force maximale que chaque roue peut appliquer sur le sol, dans le plan du sol, varie en intensité en fonction de sa direction selon une courbe fermée qui forme une ellipse : loi de Pajecka, loi de Dugoff...), et/ou
- la répartition statique des masses entre l’essieu avant et l’essieu arrière, et/ou
- la répartition dynamique des masses entre l’essieu avant et l’essieu arrière en fonction de l’accélération subie par le véhicule, et/ou
- le mode de conduite sélectionné par le conducteur et/ou
- le couple total CTrequis par le conducteur.
It can take more or less complex and/or formal forms. It can be determined according to:
- theoretical ellipses of adhesion of the wheels relative to the ground (we consider that the vector representing the maximum force that each wheel can apply to the ground, in the plane of the ground, varies in intensity depending on its direction according to a closed curve which forms an ellipse: Pajecka's law, Dugoff's law, etc.), and/or
- the static distribution of masses between the front axle and the rear axle, and/or
- the dynamic distribution of masses between the front axle and the rear axle as a function of the acceleration undergone by the vehicle, and/or
- the driving mode selected by the driver and/or
- the total torque C T required by the driver.

Typiquement, le calculateur pourrait ajuster ce couple préventif en fonction de la conduite du conducteur. A titre d’exemple, on pourrait prévoir d’exercer un fort couple préventif CP,rsur le train arrière si le conducteur appuie fortement sur la pédale d’accélérateur et/ou lorsque le mode de conduite sportif est sélectionné.Typically, the ECU could adjust this preventive torque according to the driver's driving. For example, it could be planned to exert a strong preventive torque C P,r on the rear axle if the driver presses hard on the accelerator pedal and/or when the sport driving mode is selected.

En pratique, ici, comme le montre la , ce couple préventif CP,rest calculé de la manière suivante.In practice, here, as shown in the , this preventive couple C P,r is calculated in the following manner.

Au cours d’une première sous-étape Fn1, le calculateur calcule la valeur d’un coefficient d’adhérence Mu de l’essieu considéré comme étant l’essieu principal (à savoir celui pour lequel on ne cherche pas à limiter l’utilisation du groupe motopropulseur). Ici, ce coefficient d’adhérence Mu permet de quantifier l’adhérence des roues avant 12 du véhicule automobile 1.During a first sub-step Fn1, the calculator calculates the value of an adhesion coefficient Mu of the axle considered to be the main axle (i.e. the one for which the use of the powertrain is not being limited). Here, this adhesion coefficient Mu makes it possible to quantify the adhesion of the front wheels 12 of the motor vehicle 1.

Pour calculer sa valeur, divers processus sont envisageables.To calculate its value, various processes are possible.

Typiquement, on peut considérer que la valeur de ce coefficient d’adhérence Mu dépend uniquement du mode de conduite sélectionné par le conducteur. Dans cet exemple, sa valeur peut alors être donnée par une table. Elle est par exemple égale à :
1 en mode économique, confort ou sportif,
0,3 en mode neige,
0,7 en mode sable et boue (si ce mode est disponible),
0,5 en mode hors-route.
Typically, we can consider that the value of this adhesion coefficient Mu depends only on the driving mode selected by the driver. In this example, its value can then be given by a table. For example, it is equal to:
1 in economy, comfort or sport mode,
0.3 in snow mode,
0.7 in sand and mud mode (if this mode is available),
0.5 in off-road mode.

En variante, la valeur de ce coefficient d’adhérence Mu peut être estimée en fonction de données mesurées de manière instantanée. Elle peut ainsi varier selon une fonction tenant compte de la dynamique du véhicule. A titre d’exemple, on peut prévoir de réduire sa valeur lorsque des glissements répétés des roues sur le sol sont détectés.Alternatively, the value of this adhesion coefficient Mu can be estimated based on data measured instantaneously. It can thus vary according to a function taking into account the dynamics of the vehicle. For example, it can be planned to reduce its value when repeated slipping of the wheels on the ground is detected.

Ici, on considérera que la valeur de ce coefficient d’adhérence Mu sera obtenue à l’aide de la première de ces méthodes, puis ajusté à l’aide de la seconde méthode.Here, we will consider that the value of this adhesion coefficient Mu will be obtained using the first of these methods, then adjusted using the second method.

Au cours d’une seconde sous-étape Fn2, le calculateur calcule la masse du train principal avant (c’est-à-dire la masse du véhicule s’exerçant sur le sol via les pneus de l’essieu avant 10).During a second sub-step Fn2, the computer calculates the mass of the front main axle (i.e. the mass of the vehicle acting on the ground via the tires of the front axle 10).

Cette masse peut être une constante estimée lors de la conception du véhicule. Elle peut en variante présenter une valeur variable, par exemple en fonction du mode de conduite choisi par le conducteur. Elle peut être mesurée, ou encore estimée par une fonction tenant compte de la dynamique du véhicule.This mass can be a constant estimated during the design of the vehicle. Alternatively, it can have a variable value, for example depending on the driving mode chosen by the driver. It can be measured, or estimated by a function taking into account the dynamics of the vehicle.

Ainsi, on pourra ici utiliser une fonction d’évaluation en continue de la masse se basant sur un capteur embarqué et/ou extrapoler cette masse en fonction du comportement dynamique du véhicule. Cette solution permettra de prendre en compte des changements de chargements ou de nombre d’occupants dans le véhicule.This means that a continuous mass evaluation function based on an on-board sensor can be used here and/or this mass can be extrapolated based on the dynamic behaviour of the vehicle. This solution will make it possible to take into account changes in loads or the number of occupants in the vehicle.

A titre d’exemple, une solution simple de table consiste à considérer la masse théorique de la voiture à vide et 70 kg par passager détecté, puis à répartir ces masses sur les deux essieux en fonction de la position des passagers.As an example, a simple table solution consists of considering the theoretical mass of the empty car and 70 kg per detected passenger, then distributing these masses on the two axles according to the position of the passengers.

Un autre exemple consiste à se baser uniquement sur le mode de conduite sélectionné par le conducteur pour déterminer la masse du train principal avant. Dans cet exemple, l’idée consiste à considérer que la masse est élevée lorsque le mode de conduite sélectionné est le mode économique ou le mode confort et à considérer qu’elle est faible sinon. En effet, on suppose ici qu’en mode économique ou confort, les conditions de circulations sont telles que l’adhérence des pneus sur le sol est bonne, si bien qu’on peut surestimer la masse du train avant. Dans le cas contraire, mieux vaut en revanche la sous-estimer.Another example is to base the mass of the front main axle solely on the driving mode selected by the driver. In this example, the idea is to consider that the mass is high when the driving mode selected is economy or comfort mode and to consider that it is low otherwise. Indeed, it is assumed here that in economy or comfort mode, the driving conditions are such that the grip of the tires on the ground is good, so that the mass of the front axle can be overestimated. Otherwise, it is better to underestimate it.

Ainsi, en mode économique ou confort, on considère ici que la masse du véhicule est égale à la somme de sa masse à vide tous pleins faits et de la masse de cinq occupants (par exemple cinq fois soixante-dix kilogrammes) repartis sur les cinq places du véhicule.Thus, in economy or comfort mode, we consider here that the mass of the vehicle is equal to the sum of its empty mass with all tanks full and the mass of five occupants (for example five times seventy kilograms) distributed over the five seats of the vehicle.

Dans les autres modes, la masse du véhicule est égale à la somme de sa masse à vide tout pleins faits et de la masse de deux occupants (par exemple deux fois soixante-dix kilogrammes).In other modes, the mass of the vehicle is equal to the sum of its unladen mass with all fuel and the mass of two occupants (for example, two times seventy kilograms).

En variante, la valeur de la masse du train principal avant peut être estimée de la façon expliquée supra, puis ajustée en fonction de paramètres mesurés sur le véhicule (par exemple en fonction du débattement des suspensions).Alternatively, the value of the mass of the front main gear can be estimated as explained above, then adjusted according to parameters measured on the vehicle (for example according to the suspension travel).

Au cours d’une troisième sous-étape Fn3, le calculateur calcule la limite d’adhérence Caddu train avant.During a third sub-step Fn3, the calculator calculates the adhesion limit C ad of the front axle.

Il s’appuie pour cela sur les résultats des deux sous-étapes Fn1 et Fn2.To do this, it relies on the results of the two sub-steps Fn1 and Fn2.

La limite d’adhérence est égale au produit de la masse de l’essieu principal, de la constante de gravité g, du coefficient d’adhérence Mu et du rayon des roues de l’essieu principal. S’agissant de ce rayon, on peut considérer de préférence sa valeur dynamique (qui évolue en fonction de la vitesse du véhicule, pour tenir compte du fait qu’un pneu s’écrase à l’arrêt).The adhesion limit is equal to the product of the mass of the main axle, the gravity constant g, the adhesion coefficient Mu and the radius of the wheels of the main axle. With regard to this radius, we can preferably consider its dynamic value (which changes according to the speed of the vehicle, to take into account the fact that a tire crushes when stationary).

Au cours d’une quatrième sous-étape Fn4, le calculateur 9 calcule le potentiel maximal de couple disponible au niveau des roues de l’essieu avant.In a fourth sub-step Fn4, the calculator 9 calculates the maximum torque potential available at the wheels of the front axle.

Pour cela, le calculateur s’appuie sur les couples potentiels maximal de traction CMAX,fet minimal de décélération CMIN,fdéterminés à l’étape F2 pour le train principal avant.To do this, the calculator relies on the maximum potential traction torques C MAX,f and minimum deceleration torques C MIN,f determined in step F2 for the front main landing gear.

Au cours d’une cinquième sous-étape Fn5, le calculateur calcule ensuite la valeur minimale Cmentre la limite d’adhérence Caddu train principal (issue de l’étape Fn3) et le potentiel maximal de traction CMAX,fdu train principal (issue de l’étape Fn4). Cela permet de définir à partir de quelle demande de couple sur le train principal avant ce dernier sera limité.During a fifth sub-step Fn5, the computer then calculates the minimum value C m between the adhesion limit C ad of the main landing gear (from step Fn3) and the maximum traction potential C MAX,f of the main landing gear (from step Fn4). This makes it possible to define from which torque demand on the main landing gear before the latter will be limited.

Au cours d’une sixième sous-étape Fn6, le calculateur retranche ensuite cette valeur minimale Cmau couple total CTdemandé par le client (issu de l’étape F1). Le calculateur obtient ainsi le couple préventif CP,rsur le train arrière.During a sixth sub-step Fn6, the calculator then subtracts this minimum value C m from the total torque C T requested by the customer (from step F1). The calculator thus obtains the preventive torque C P,r on the rear axle.

Bien sûr, si la demande de couple total CTest inférieure à cette valeur minimale, on force le résultat du couple préventif à zéro.Of course, if the total torque demand C T is less than this minimum value, we force the preventive torque result to zero.

En résumé, cette solution permet de privilégier l’usage d’un train principal (ici avant) par rapport au train secondaire (ici arrière), de définir avec plus ou moins de précisions (selon les méthodes retenues) une limite d’adhérence théorique en fonction du mode de conduite choisi par le client, et de générer un usage du train secondaire sans attendre le glissement du train principal.In summary, this solution makes it possible to favor the use of a main gear (here front) compared to the secondary gear (here rear), to define with more or less precision (according to the methods chosen) a theoretical grip limit depending on the driving mode chosen by the customer, and to generate use of the secondary gear without waiting for the main gear to slip.

L'avantage principal consiste donc à ne pas se contenter d’un pilotage curatif en réaction à un glissement d’essieu, mais bien à piloter au juste nécessaire l’usage du groupe motopropulseur du train secondaire arrière, dont on rappelle que la source d’énergie est si réduite que son usage doit rester parcimonieux.The main advantage therefore consists of not being satisfied with curative control in reaction to an axle slip, but rather in controlling the use of the powertrain of the rear secondary axle to the bare minimum, the energy source of which, it should be remembered, is so small that its use must remain sparing.

On notera que plus la détermination du seuil de glissement de l’essieu principal sera fine, plus il sera possible de minimiser l’usage du train secondaire. Si la précision n’est pas optimale, la solution permet toutefois de piloter la motricité en fonction du mode de conduite choisi par le conducteur et ainsi de rendre un usage sur neige ou hors-route plus sollicitant pour le train secondaire afin d’aider à réaliser les franchissements.It should be noted that the more precise the determination of the main axle slip threshold, the more it will be possible to minimize the use of the secondary axle. Although the precision is not optimal, the solution does however allow the traction to be controlled according to the driving mode chosen by the driver and thus make use on snow or off-road more demanding for the secondary axle in order to help with crossings.

Dans le cas des essieux lents (ici l’essieu avant), le couple ne peut pas passer d’une valeur nulle à une valeur élevée en un court instant.In the case of slow axles (here the front axle), the torque cannot change from zero to a high value in a short instant.

Typiquement, lorsqu’un embrayage mécanique à disques est employé, le temps de réaction nécessaire à l’accouplement des disques de l’embrayage est non nul puisqu’il est nécessaire de faire glisser ces disques progressivement à la même vitesse pour parvenir in fine à l’égalisation de leurs vitesses de rotation.Typically, when a mechanical disc clutch is used, the reaction time required to engage the clutch discs is non-zero since it is necessary to slide these discs progressively at the same speed to ultimately equalize their rotation speeds.

Ce problème pourrait aussi se poser en l’absence d’embrayage, avec une machine électrique directement couplée à un essieu plus lente que celle couplée à l’autre essieu.This problem could also arise in the absence of a clutch, with an electric machine directly coupled to one axle slower than that coupled to the other axle.

Ici, le raffinement proposé consiste à corriger le couple préventif CP,rsur le train arrière afin de tenir compte de ce temps de réaction en complétant, grâce au groupe motopropulseur arrière 21, le couple global réellement transmis aux roues du véhicule.Here, the proposed refinement consists of correcting the preventive torque C P,r on the rear axle in order to take into account this reaction time by supplementing, thanks to the rear power unit 21, the overall torque actually transmitted to the wheels of the vehicle.

Pour cela, on pourrait envisager différentes solutions.For this, we could consider different solutions.

Une première solution serait d’utiliser une table enregistrée dans le calculateur et permettant, compte tenu du couple initial développé par le groupe motopropulseur avant 11 et du couple final à atteindre, de compléter la consigne de couple transmise au groupe motopropulseur arrière afin de compenser la lenteur de l’embrayage.A first solution would be to use a table recorded in the calculator and allowing, taking into account the initial torque developed by the front powertrain 11 and the final torque to be achieved, to complete the torque instruction transmitted to the rear powertrain in order to compensate for the slowness of the clutch.

Ici, la solution employée est différente.Here, the solution used is different.

Ainsi, au cours d’une étape F6’ illustrée sur la , le calculateur commence, lors d’une première sous-étape Fn10, par acquérir l’inertie du groupe motopropulseur lent, à savoir ici le groupe motopropulseur avant 11.Thus, during a step F6' illustrated on the , the calculator begins, during a first sub-step Fn10, by acquiring the inertia of the slow powertrain, namely here the front powertrain 11.

Les inerties en jeu sont celles des pièces mobiles que la consigne de couple cherche d’abord à accélérer suffisamment pour ensuite pouvoir transmettre progressivement le couple au reste de la chaine cinématique et aux roues de l’essieu avant lent.The inertias involved are those of the moving parts that the torque instruction first seeks to accelerate sufficiently to then be able to gradually transmit the torque to the rest of the drive train and to the wheels of the slow front axle.

Cette valeur d’inertie est en général une donnée d’entrée figée par les composants du groupe motopropulseur utilisé, mais on peut éventuellement proposer une inertie variable en fonction de certaines configurations ou connexions de pièces mobiles (typiquement dans le cas où le moteur à combustion interne comporte un système de distribution variable ou un système de déconnexion de cylindre).This inertia value is generally an input data fixed by the components of the powertrain used, but a variable inertia can possibly be proposed depending on certain configurations or connections of moving parts (typically in the case where the internal combustion engine has a variable distribution system or a cylinder disconnection system).

Puis, au cours d’une seconde sous-étape Fn11, le calculateur calcule l’accélération des pièces mobiles du groupe motopropulseur avant 11, ce qui consiste à calculer la dérivée du régime du moteur à combustion interne en fonction du temps. Cette grandeur d’accélération permet idéalement de bien visualiser la part de la consigne de couple qui sera consommée par les inerties du moteur à combustion interne en fonction du temps.Then, during a second sub-step Fn11, the computer calculates the acceleration of the moving parts of the front powertrain 11, which consists of calculating the derivative of the internal combustion engine speed as a function of time. This acceleration quantity ideally allows to clearly visualize the portion of the torque setpoint that will be consumed by the inertias of the internal combustion engine as a function of time.

Ensuite, au cours d’une sous-étape Fn12, le calculateur 9 multiplie les résultats de l’inertie et de l’accélération pour obtenir la part CNFde couple non fournie aux roues avant 12 par rapport à la consigne transmise au moteur à combustion interne de l’essieu avant 10.Then, during a sub-step Fn12, the calculator 9 multiplies the results of the inertia and the acceleration to obtain the portion C NF of torque not supplied to the front wheels 12 compared to the instruction transmitted to the internal combustion engine of the front axle 10.

Cette part CNFest ajoutée au couple préventif CP,rsur le train arrière. On obtient ainsi un nouveau couple préventif CP,rcorrigé.This part C NF is added to the preventive torque C P,r on the rear axle. We thus obtain a new corrected preventive torque C P,r .

Cette solution permet ainsi de compenser le manque de réactivité d’un essieu lent par rapport à un essieu rapide, en utilisant l’essieu rapide pour satisfaire rapidement la demande de couple fixée par le conducteur.This solution thus makes it possible to compensate for the lack of responsiveness of a slow axle compared to a fast axle, by using the fast axle to quickly satisfy the torque demand set by the driver.

En outre, cette solution permet de soulager l’organe de transmission progressive du couple (typiquement ici, l’embrayage) en réduisant sa participation lors d’un démarrage rapide. On peut ainsi obtenir une meilleure longévité de cet organe puisque ce dernier va voir sa phase de glissement réduite et donc l’usure de ses pièces d’interface limitée.In addition, this solution makes it possible to relieve the progressive torque transmission organ (typically here, the clutch) by reducing its participation during a rapid start. This allows for a better longevity of this organ since the latter will see its sliding phase reduced and therefore the wear of its interface parts limited.

Au cours d’une septième étape F7, le calculateur 9 détermine une gamme de couples utilisables sur le train arrière permettant de garantir tant la stabilité du véhicule qu’une faible consommation énergétique, compte tenu de l’arbitrage réalisé à l’étape F5.During a seventh step F7, the calculator 9 determines a range of torques that can be used on the rear axle to guarantee both the stability of the vehicle and low energy consumption, taking into account the arbitration carried out in step F5.

Comme le montre la , cette gamme de couples, également appelée « terrain de jeu », est ici définie par le calculateur 9 au moyen d’une borne inférieure Cinf,ret d’une borne supérieure Csup,r.As shown in the , this range of couples, also called “playing field”, is here defined by the calculator 9 by means of a lower bound C inf,r and an upper bound C sup,r .

Pour définir ces bornes, le calculateur utilise les résultats des étapes F4 à F6.To define these limits, the calculator uses the results of steps F4 to F6.

Plus précisément, le respect du couple curatif CCsera toujours prioritaire. En pratique, si un problème de stabilité intervient (si les roues de l’un des essieux patinent), le couple curatif CCpourrait former la borne inférieure ou la borne supérieure selon l’essieu qui perd l’adhérence.More precisely, compliance with the curative torque C C will always be a priority. In practice, if a stability problem occurs (if the wheels of one of the axles slip), the curative torque C C could form the lower limit or the upper limit depending on which axle loses grip.

Le couple préventif CP,rsur le train arrière issu de l’étape F6 ou F6’ est utilisé si l’arbitrage réalisé à l’étape F5 priorise la motricité (sous contrainte du respect du couple curatif CC).The preventive torque C P,r on the rear axle from step F6 or F6' is used if the arbitration carried out in step F5 prioritizes traction (subject to compliance with the curative torque C C ).

Dans le cas où c’est l’optimisation énergétique qui est priorisée, ce sont les couple potentiel maximal de traction CMAX,ret minimal de décélération CMIN,rqui sont utilisées (sous contrainte du respect du couple curatif CC).In the case where energy optimization is prioritized, the maximum potential traction torque C MAX,r and minimum deceleration torque C MIN,r are used (subject to compliance with the curative torque C C ).

Enfin, en cas d’instabilité au freinage (ARB3=1), il est possible de s’appuyer sur une information restrictive venant du système de freinage pour maitriser une marge de stabilité et éviter le blocage des roues. Cela permet de restreindre la gamme de couple utilisables en cas de risque de blocage des roues arrière.Finally, in the event of instability during braking (ARB3=1), it is possible to rely on restrictive information from the braking system to control a margin of stability and avoid wheel lock. This makes it possible to restrict the range of usable torque in the event of a risk of rear wheel lock.

Sur la , on a représenté en détail un exemple de mise en œuvre de cette étape F7.On the , we have shown in detail an example of the implementation of this step F7.

On y observe qu’en fonction du résultat de l’étape F5 (arbitrage), on déterminera les bornes inférieure et supérieure Cinf,r, Csup,rde couple utilisable de façon différente.We observe that depending on the result of step F5 (arbitration), we will determine the lower and upper limits C inf,r , C sup,r of usable torque differently.

On notera par ailleurs que les bornes inférieure et supérieure Cinf,r, Csup,rde couple utilisable seront différentes selon que le véhicule est en mode traction ou décélération.It should also be noted that the lower and upper limits C inf,r , C sup,r of usable torque will be different depending on whether the vehicle is in traction or deceleration mode.

Ainsi, si le couple total CTest positif (i.e. en mode traction) et que la motricité est privilégiée, les bornes sont définies par :Thus, if the total torque C T is positive (i.e. in traction mode) and the drive is favored, the limits are defined by:

Cinf,r= Min (Max(0, CC+CP,r), CMAX,f)C inf,r = Min (Max(0, C C +C P,r ), C MAX,f )

Csup,r= Min (Max(0, CC+CP,r), CMAX,f)C sup,r = Min (Max(0, C C +C P,r ), C MAX,f )

On note ici que les bornes sont égales puisque, lorsque la motricité est privilégiée, on ne souhaite pas laisser de latitude dans le choix du couple, considérant que ce dernier est déjà précisément calculé de façon à garantir la motricité et à réduire la consommation énergétique du véhicule.We note here that the limits are equal since, when traction is favored, we do not wish to leave any latitude in the choice of torque, considering that the latter is already precisely calculated in such a way as to guarantee traction and reduce the energy consumption of the vehicle.

Si le couple total CTest positif (i.e. en mode traction) et que l’optimisation énergétique est privilégiée, ces bornes sont en revanche différentes. Elles sont ici définies ainsi :If the total torque C T is positive (i.e. in traction mode) and energy optimization is favored, these limits are different. They are defined here as follows:

Cinf,r= Min(Min(Max(Max(0, CC), CT- CMAX,f), CMAX,r), Max1)C inf,r = Min(Min(Max(Max(0, C C ), C T - C MAX,f ), C MAX,r ), Max1)

Csup,r= Min (Min(CMAX,r), max(0,CC+ CMAX,r), CT)C sup,r = Min (Min(C MAX,r ), max(0,C C + C MAX,r ), C T )

Ces bornes étant différentes, le « terrain de jeu » est plus ouvert, ce qui permettra de répartir les couples sur les essieux de la manière la plus efficace énergétiquement, compte tenu de nombreux paramètres (le véhicule se trouve-t-il en ville ? A quelle vitesse roule-t-il ? …).Since these terminals are different, the “playing field” is more open, which will allow the torques to be distributed on the axles in the most energy-efficient way, taking into account numerous parameters (is the vehicle in the city? At what speed is it traveling? ...).

On note ici que le terme Max1 est égal à la borne Csup,r, ce qui permet de garantir que le terrain de jeu comporte au moins une valeur.We note here that the term Max1 is equal to the bound C sup,r , which guarantees that the playing field contains at least one value.

Si le couple total CTest négatif (i.e. en mode régénération) et que la motricité ou la stabilité est privilégiée, ces bornes sont définies ainsi :If the total torque C T is negative (i.e. in regeneration mode) and traction or stability is favored, these limits are defined as follows:

Cinf,r= Max(Min(CC+CP,r), 0),-Brk)C inf,r = Max(Min(C C +C P,r ), 0),-Brk)

Csup,r= Max(Min(CC+CP,r), 0),-Brk)C sup,r = Max(Min(C C +C P,r ), 0),-Brk)

Ici encore, on note que ces bornes sont égales.Here again, we note that these limits are equal.

On note également que le terme Brk est égal à la marge de stabilité arrière de freinage, introduite à l’étape F5. Ce terme permet ainsi de ne pas dépasser le couple maximum que le frein régénératif peut assurer avant que les roues arrière ne se bloquent.It is also noted that the term Brk is equal to the rear braking stability margin, introduced in step F5. This term thus makes it possible not to exceed the maximum torque that the regenerative brake can provide before the rear wheels lock.

Enfin, si le couple total CTest négatif (i.e. en mode régénération) et que l’optimisation énergétique est privilégiée, ces bornes sont définies ainsi :Finally, if the total torque C T is negative (i.e. in regeneration mode) and energy optimization is favored, these limits are defined as follows:

Cinf,r= -BrkC inf,r = -Brk

Csup,r= 0C sup,r = 0

On notera ici qu’en variante, on pourrait proposer une répartition avant / arrière maitrisée en utilisant le couple curatif de façon qu’il limite l’écart de vitesses entre les deux essieux … la cible en phase de régénération serait bien sûr d’imposer a minima un écart de vitesse pour forcer l’essieu arrière à rouler plus vite que l’essieu avant et ainsi éviter le blocage des roues arrière. En pratique, dans le mode de réalisation préféré, on ne le fait pas car on s’appuie sur la marge de stabilité de l’ABS venue directement du freinage, de sorte que le blocage de roue est déjà évité.It should be noted here that as a variant, a controlled front/rear distribution could be proposed using the curative torque so that it limits the speed difference between the two axles... the target in the regeneration phase would of course be to impose at least a speed difference to force the rear axle to roll faster than the front axle and thus avoid locking the rear wheels. In practice, in the preferred embodiment, this is not done because we rely on the ABS stability margin coming directly from braking, so that wheel lock is already avoided.

Dans une autre variante où la marge de stabilité pour éviter le blocage de roues est déterminée de façon autonome (indépendamment de l’ABS), on pourrait utiliser le curatif inter-essieux ou bien le mixer avec un seuil de vitesse minimum des roues arrière.In another variant where the stability margin to avoid wheel lock is determined autonomously (independently of the ABS), the inter-axle curative could be used or mixed with a minimum speed threshold of the rear wheels.

Au cours d’une huitième étape F8 illustrée sur la , le calculateur 9 calcule le couple optimisé énergétiquement COE,rsur le train arrière, dans le respect de la gamme de couples utilisables déterminée à l’étape F7.During an eighth stage F8 illustrated on the , the calculator 9 calculates the energy-optimized torque C OE,r on the rear axle, in compliance with the range of usable torques determined in step F7.

En effet, à l’étape F7, une gamme de couples utilisable a été définie. Il s’agit maintenant de choisir dans cette gamme une valeur de couple que l’essieu arrière doit assurer. Cette valeur de couple formera alors ici une consigne particulière à transmettre au groupe motopropulseur arrière.In fact, in step F7, a usable torque range was defined. It is now a question of choosing from this range a torque value that the rear axle must provide. This torque value will then form a specific instruction to be transmitted to the rear powertrain.

Dans notre exemple, lorsque la motricité est priorisée par les règles d’arbitrage, cette optimisation énergétique est restreinte par le terrain de jeu qui ne comporte qu’une valeur.In our example, when motor skills are prioritized by the arbitration rules, this energy optimization is restricted by the playing field which only has one value.

En revanche, lorsque la motricité n’est pas priorisée dans la fonction arbitrage, cette optimisation énergétique se fait dans un cadre plus ouvert et permet d’optimiser l’usage de l’ensemble des machines de traction, qu’elles appartiennent au groupe motopropulseur avant ou arrière.On the other hand, when the drive is not prioritized in the arbitration function, this energy optimization is done in a more open framework and makes it possible to optimize the use of all the traction machines, whether they belong to the front or rear powertrain.

La stratégie et le calcul du partage d'énergie seront effectuées à cette étape sur la base de formules hamiltoniennes, en fonction de nombreux critères (le véhicule se trouve-t-il en ville ? A quelle vitesse roule-t-il ? la batterie basse tension est-elle chargée ? …). Ce calcul ne formant pas le cœur de la présente invention, il ne sera pas ici décrit en détail.The energy sharing strategy and calculation will be performed at this stage based on Hamiltonian formulas, depending on many criteria (is the vehicle in the city? At what speed is it traveling? Is the low-voltage battery charged? ...). Since this calculation does not form the core of the present invention, it will not be described in detail here.

Au cours d’une neuvième étape F9, le calculateur 9 déduit du couple total CTet du couple optimisé énergétiquement COE,rsur le train arrière un couple optimisé énergétiquement COE,fsur le train avant (par une simple soustraction), lequel couple forme une consigne particulière à transmettre au groupe motopropulseur 11 avant.During a ninth step F9, the calculator 9 deduces from the total torque C T and the energy-optimized torque C OE,r on the rear axle an energy-optimized torque C OE,f on the front axle (by a simple subtraction), which torque forms a specific instruction to be transmitted to the front powertrain 11.

On peut ici noter que la requête du conducteur (traduite en couple total CT) peut parfois ne pas être satisfaite si elle va à l’encontre de la stabilité du véhicule automobile 1.It can be noted here that the driver's request (translated into total torque C T ) may sometimes not be satisfied if it goes against the stability of the motor vehicle 1.

A titre d’exemple :
- si le couple total CTest de 2000 Nm, que le couple potentiel maximal de traction CMAX,fdu train avant est de 500 Nm et que le couple potentiel maximal de traction CMAX,rdu train arrière est de 2000 Nm, et
- si une répartition du couple de 500 Nm sur l’essieu avant et 1500 Nm sur l’essieu arrière provoque le glissement de l’essieu arrière,
- alors le couple curatif (étape F4) permettra de limiter le couple exercé sur le train arrière à une valeur inférieure à 1500Nm, ne satisfaisant pas la requête du conducteur.
For example:
- if the total torque C T is 2000 Nm, the maximum potential traction torque C MAX,f of the front axle is 500 Nm and the maximum potential traction torque C MAX,r of the rear axle is 2000 Nm, and
- if a torque distribution of 500 Nm on the front axle and 1500 Nm on the rear axle causes the rear axle to slip,
- then the curative torque (step F4) will limit the torque exerted on the rear axle to a value lower than 1500Nm, not satisfying the driver's request.

L’étape F10 suivante est mise en œuvre uniquement si le groupe motopropulseur avant 11 comporte plusieurs machines de traction. Dans ce cas, à cette étape, le calculateur 9 répartit la demande de couple entre ces différentes machines de traction.The following step F10 is implemented only if the front powertrain 11 has several traction machines. In this case, at this step, the computer 9 distributes the torque demand between these different traction machines.

L’étape F11 est mise en œuvre uniquement si le groupe motopropulseur arrière 21 comporte plusieurs machines de traction. Dans ce cas, à cette étape, le calculateur 9 répartit la demande de couple entre ces différentes machines de traction.Step F11 is implemented only if the rear powertrain 21 comprises several traction machines. In this case, at this step, the computer 9 distributes the torque demand between these different traction machines.

Dans le cas décrit ici avec un train avant 10 équipé d’un groupe motopropulseur 11 hybride, l’étape F10 s’applique alors que l’étape F11 n’est pas mise en oeuvre.In the case described here with a front axle 10 equipped with a hybrid powertrain 11, step F10 applies while step F11 is not implemented.

Ensuite, les consignes particulières de couple sont transmises aux groupes motopropulseurs pour que le véhicule avance à la vitesse souhaitée et avec la dynamique requise.Then, the specific torque instructions are transmitted to the powertrains so that the vehicle moves at the desired speed and with the required dynamics.

En résumé, le procédé décrit ci-dessus est très adaptable en ce sens qu’il peut être mis en œuvre quelle que soit l’architecture du véhicule (type de moteurs, nombre d’essieux…).In summary, the process described above is very adaptable in the sense that it can be implemented regardless of the vehicle architecture (type of engines, number of axles, etc.).

Il garantit en outre la stabilité du véhicule de manière tant préventive que curative, puisqu’il propose de sélectionner un couple de train arrière 20 dans une gamme plus ou moins grande, selon les conditions de roulage, afin de prioriser la motricité quand cela est nécessaire et garantir en même temps un compromis énergétique aussi bon que possible.It also guarantees the stability of the vehicle both preventively and curatively, since it offers the selection of a rear axle torque of 20 in a more or less wide range, depending on the driving conditions, in order to prioritize traction when necessary and at the same time guarantee an energy compromise as good as possible.

On peut ainsi, sous contrainte de stabilité ou motricité, moduler le niveau d’optimisation énergétique à tout instant :
- soit de manière prioritaire si le risque de perte de motricité ou de stabilité est faible,
- soit de manière facultative si la motricité et/ou la stabilité nécessitent un emploi particulier des différents groupes motopropulseurs.
It is thus possible, under stability or motor constraints, to modulate the level of energy optimization at any time:
- either as a priority if the risk of loss of mobility or stability is low,
- either optionally if the drive and/or stability require specific use of the different powertrains.

La présente invention n’est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l’homme du métier saura y apporter toute variante conforme à l’invention.The present invention is in no way limited to the embodiments described and shown, but those skilled in the art will be able to provide any variation in accordance with the invention.

Claims (10)

Procédé de pilotage d’un véhicule automobile (1) comportant un calculateur (9) et au moins deux essieux (10, 20) équipés chacun d’un groupe motopropulseur (11, 21) et d’éléments roulants tels que des roues (12, 22), un premier des groupes motopropulseurs (11) présentant un temps de réaction supérieur à celui d’un second des groupes motopropulseurs (21), le procédé comprenant des étapes mises en œuvre par le calculateur (9) de :
- acquisition d’une requête générale relative à un couple total (CT) que les groupes motopropulseurs (11, 21) doivent transmettre aux éléments roulants,
- répartition de ladite requête générale en consignes particulières (COE,f, COE,r) affectées chacune à l’un des groupes motopropulseurs (11, 21), et
- pilotage des groupes motopropulseurs (11, 21) selon lesdits consignes particulières (COE,f, COE,r),
caractérisé en ce que, à l’étape de répartition, lorsque la consigne particulière (COE,f) affectée au premier groupe motopropulseur (11) varie, il est prévu de :
- déterminer la part (CNF) de consigne particulière (COE,f) non effectuée par le premier groupe motopropulseur (11) du fait de son temps de réaction,
- accroître la consigne particulière (COE, r) affectée au second groupe motopropulseur (21) d’une partie au moins de ladite part (CNF).
Method for controlling a motor vehicle (1) comprising a computer (9) and at least two axles (10, 20) each equipped with a powertrain (11, 21) and rolling elements such as wheels (12, 22), a first of the powertrains (11) having a reaction time greater than that of a second of the powertrains (21), the method comprising steps implemented by the computer (9) of:
- acquisition of a general request relating to a total torque (C T ) that the powertrains (11, 21) must transmit to the rolling elements,
- distribution of said general request into specific instructions (C OE,f , C OE,r ) each assigned to one of the powertrain groups (11, 21), and
- control of the powertrains (11, 21) according to said specific instructions (C OE,f , C OE,r ),
characterized in that, at the distribution stage, when the specific setpoint (C OE,f ) assigned to the first powertrain (11) varies, it is provided to:
- determine the share (C NF ) of the specific instruction (C OE,f ) not carried out by the first power unit (11) due to its reaction time,
- increase the specific instruction (C OE, r ) assigned to the second powertrain (21) by at least part of said share (C NF ).
Procédé de pilotage selon la revendication 1, dans lequel la consigne particulière (COE, r) affectée au second groupe motopropulseur (21) est accrue de l’intégralité de ladite part (CNF).Control method according to claim 1, in which the particular instruction (C OE, r ) assigned to the second powertrain (21) is increased by the entirety of said part (C NF ). Procédé de pilotage selon l’une des revendications 1 et 2, dans lequel ladite part (CNF) est déterminée en fonction d’une inertie du premier groupe motopropulseur (11).Driving method according to one of claims 1 and 2, in which said part (C NF ) is determined as a function of an inertia of the first powertrain (11). Procédé de pilotage selon la revendication 3, dans lequel ladite inertie présente une valeur fixe prédéterminée.A driving method according to claim 3, wherein said inertia has a predetermined fixed value. Procédé de pilotage selon la revendication 3, dans lequel ladite inertie présente une valeur variable, déterminée en fonction de données de configuration du premier groupe motopropulseur (11).Driving method according to claim 3, in which said inertia has a variable value, determined as a function of configuration data of the first powertrain (11). Procédé de pilotage selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel ladite part (CNF) est déterminée en fonction d’une accélération subie par une pièce mobile du premier groupe motopropulseur (11).Driving method according to one of claims 1 to 5, in which said part (C NF ) is determined as a function of an acceleration undergone by a moving part of the first powertrain (11). Procédé de pilotage selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel il est prévu en outre des étapes de :
- acquisition d’un potentiel maximal de traction (CMAX ,r) et/ou minimal de décélération (CM IN,r) que l’un au moins des groupes motopropulseurs (11, 21) peut transmettre aux éléments roulants,
- sélection d’un mode de conduite parmi plusieurs modes de conduite prédéterminés, - détermination d’une valeur préventive (CP,r) pour l’une première des consignes particulières (COE,r), permettant d’éviter a priori le glissement des éléments roulants du véhicule automobile (1) sur le sol,
- priorisation d’un critère de motricité des éléments roulants ou d’un critère de consommation énergétique des groupes motopropulseurs (11, 21), en fonction au moins du mode de conduite sélectionné,
- définition d’une gamme de valeurs (Cinf,r, Csup,r) utilisables pour la première consigne particulière (COE,r) en fonction de la valeur préventive (CP,r) si le critère de motricité est priorisé, et en fonction dudit potentiel maximal de traction (CMAX,r) et/ou minimal de décélération (CMIN,r) si le critère de consommation énergétique est priorisé, et
dans lequel les consignes particulières (COE,f, COE,r) sont déterminées de façon que la valeur de la première consigne particulière (COE,r) soit comprise dans ladite gamme de valeurs (Cinf,r, Csup,r).
Control method according to one of claims 1 to 6, in which the following steps are further provided:
- acquisition of a maximum traction potential (C MAX ,r ) and/or minimum deceleration potential (C M IN,r ) that at least one of the powertrains (11, 21) can transmit to the rolling elements,
- selection of a driving mode from among several predetermined driving modes, - determination of a preventive value (C P,r ) for the first of the specific instructions (C OE,r ), making it possible to avoid a priori the sliding of the rolling elements of the motor vehicle (1) on the ground,
- prioritization of a rolling element traction criterion or a powertrain energy consumption criterion (11, 21), depending at least on the selected driving mode,
- definition of a range of values (C inf,r , C sup,r ) usable for the first specific instruction (C OE,r ) as a function of the preventive value (C P,r ) if the traction criterion is prioritized, and as a function of said maximum traction potential (C MAX,r ) and/or minimum deceleration potential (C MIN,r ) if the energy consumption criterion is prioritized, and
in which the particular instructions (C OE,f , C OE,r ) are determined so that the value of the first particular instruction (C OE,r ) is included in said range of values (C inf,r , C sup,r ).
Procédé de pilotage selon la revendication 7, dans lequel ladite part (CNF) est ajoutée à la valeur préventive (CP,r).Steering method according to claim 7, in which said part (C NF ) is added to the preventive value (C P,r ). Véhicule automobile (1) comportant au moins deux essieux (10, 20) équipés chacun d’un groupe motopropulseur (11, 21) et d’éléments roulants tels que des roues (12, 22), caractérisé en ce qu’il comporte un calculateur (9) programmé pour mettre en œuvre un procédé de pilotage conforme à l’une des revendications 1 à 8.Motor vehicle (1) comprising at least two axles (10, 20) each equipped with a powertrain (11, 21) and rolling elements such as wheels (12, 22), characterized in that it comprises a computer (9) programmed to implement a control method in accordance with one of claims 1 to 8. Véhicule automobile (1) selon la revendication 9, dans lequel seul le premier groupe motopropulseur (11) comporte un embrayage mécanique.Motor vehicle (1) according to claim 9, in which only the first powertrain (11) comprises a mechanical clutch.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130289811A1 (en) * 2012-04-30 2013-10-31 GM Global Technology Operations LLC System and methods for torque control in an electronic all wheel drive vehicle
EP3677482A1 (en) * 2017-10-31 2020-07-08 Great Wall Motor Company Limited Hybrid vehicle torque adjusting method and device
WO2021214186A2 (en) * 2020-04-21 2021-10-28 Jaguar Land Rover Limited Compensation method for shortfall of engine torque

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130289811A1 (en) * 2012-04-30 2013-10-31 GM Global Technology Operations LLC System and methods for torque control in an electronic all wheel drive vehicle
EP3677482A1 (en) * 2017-10-31 2020-07-08 Great Wall Motor Company Limited Hybrid vehicle torque adjusting method and device
WO2021214186A2 (en) * 2020-04-21 2021-10-28 Jaguar Land Rover Limited Compensation method for shortfall of engine torque

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