WO2009103914A2 - Systeme et procede de commande des dispositifs de freinage d'un vehicule hybride - Google Patents

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François Fauvel
Philippe Pognant-Gros
Frédéric Roudeau
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Definitions

  • the present invention relates to the field of braking device control, more particularly the control of friction braking device and recuperative braking device.
  • regenerative braking devices In seeking to favor the autonomy of the vehicle, the use of regenerative braking devices is preferred in braking processes. However, by their nature, they can generate only a limited braking torque compared to friction braking devices. The braking torque achievable by the regenerative braking systems is sufficient for the current situations, but proves to be insufficient in an emergency situation. For this, the braking systems are generally controlled so that a low braking request is processed by the regenerative braking system, while a strong braking request, synonymous with emergency braking, is processed. by the friction braking system.
  • US patent application 2002/0030408 discloses a control device of the braking system in a hybrid vehicle.
  • the controller can independently control the front and rear braking systems, and among the braking systems, the device can control the regenerative braking systems and the friction braking systems.
  • the device distributes the driver's braking request between the nose gear and the rear axle. For each train, a maximum of the braking setpoint is supported by the regenerative braking system, the remaining part is taken over by the friction braking system. The device thus allows fuel savings by generating maximum energy during braking, while ensuring compliance with driver braking requests.
  • Patent Application JP 2006/160131 discloses a control device of a braking system for a motor vehicle equipped with a friction brake system and a regenerative braking system.
  • the document teaches that past a certain level of use, the friction braking system emits a low frequency noise that may hinder the driver or the environment in which the vehicle operates.
  • the document proposes to restart the braking request of the driver between the regenerative braking and friction systems so as to limit said noise. More particularly, a ceiling value of the braking force that can be generated by the friction braking system is defined before the appearance of the noise nuisance.
  • the distribution between the two systems is performed according to the request of the driver and the perceived speed of the expression of the request of the driver.
  • the object of the present invention is to provide a braking device for shortening the braking time.
  • Another object of the present invention is to define a device for preparing a friction braking system for emergency braking.
  • a braking control system for a motor vehicle of the type comprising a forward power unit, comprising at least one electric machine connected to a front wheel set, is defined.
  • a rear power train comprising at least one electric machine, connected to a rear wheel set, a friction brake device for each of the wheels of the vehicle driven by a control means, sensors, an electronic control unit.
  • the control system comprises a means for distributing the braking request, a regenerative braking distribution means and a means for distributing the braking request between the front and rear trains.
  • control system is able to distribute the braking request between the friction braking devices and the electrical machines of the powertrains used in regenerative braking devices, and to determine a range of values of distribution of the regenerative braking between the braking devices. front and rear trains according to friction brake instructions.
  • control system is able to distribute the braking request of the driver between the various braking systems of the vehicle.
  • control system distributes between the front and rear trains so as to avoid the appearance of imbalances between the front and rear axle. Such situations are dangerous and can lead to spinning for example. This results, in particular, in a braking limit on the rear axle and a regenerative braking limit on the rear axle.
  • the control system can comprise a control means for at least one electric machine of the front powertrain, and a means for controlling controlling at least one electric machine of the rear power train.
  • the braking management means may comprise means for distributing the braking request between the friction brake and the regenerative braking, a means for determining a range of regenerative braking distribution values between the front and rear trains, and means for distributing the braking request between the front and rear trains.
  • the braking management means can receive signals from the sensors via its inputs, and transmit signals via its outputs to the control means.
  • the braking management means may be able to determine the distribution of the braking request according to the information from the sensors.
  • the means for determining a range of recuperative braking distribution values between the front and rear trains may comprise a means for determining the minimum and maximum braking force applicable on the rear axle, able to take into account the force set point. friction brake emitted by the means of distribution of the braking request.
  • the means for distributing the braking request between the friction braking and the regenerative braking may comprise a control means capable of exerting a minimum load on the friction braking system and a limiting means able to limit the braking force applied. on the rear train.
  • the means for distributing the braking request between the front and rear trains may comprise a means for determining the braking setpoints of the various friction braking devices and a means for determining the effective torque of the hybrid powertrains.
  • a braking control method for a motor vehicle of the type comprising a front powertrain, comprising at least one electric machine, and a rear powertrain, comprising at least one electric machine.
  • the method comprises steps in which, depending on the driver acceleration request, the driver brake request, and the driver's forward and reverse torque requests, the distribution of the braking request between the driver and the driver is determined.
  • friction braking and the regenerative braking of the front and rear powertrains a range of regenerative braking distribution values is determined between the front and rear trains, so as to guarantee the stability and safety of the vehicle, and the distribution of the request for braking between the front and rear trains taking into account at least the regenerative braking of the powertrains.
  • a minimum value and a maximum value of the forces applicable on the rear axle can be determined according to the information received from the sensors in order to preserve the safety and the stability of the vehicle.
  • the minimum level of friction braking can be set to a value equal to the lowest value between a theoretical braking value and a value proportional to the braking request.
  • Additional friction braking can be determined corresponding to the difference between the braking request and the sum of the friction braking and the regenerative braking, so as to compensate for an unrealized fraction of the regenerative braking setpoint.
  • FIG. 1 illustrates the main elements included in a control device.
  • a motor vehicle called VEH comprising the main bodies of a braking control device.
  • the vehicle VEH comprises a front power train 1 connected to a front wheel set 3a, 3b via an axis 21 and a rear power unit 2 connected to a rear wheel set 4a, 4b via 22.
  • the wheel 3a is equipped with a friction braking device 5a, the wheel 3b with a friction braking device 5b, the wheel 4a with a friction braking device 6a and the wheel 4b with a friction brake 5a.
  • a friction braking device 6b is equipped with a friction braking device 5a, the wheel 3b with a friction braking device 5b, the wheel 4a with a friction braking device 6a and the wheel 4b with a friction brake 5a.
  • An electronic control unit identified by the reference ECU controls the friction braking devices 5a, 5b, 6a and 6b via the connections 12, 13, 14, 15 and 16.
  • the ECU electronic control unit also controls the front and rear power train 2 via links 18 and 20, respectively.
  • the ECU electronic control unit comprises referenced sensors 7 connected by the connections 7a, 7b, 7c, 7d and 27 to the braking management means 8.
  • the braking management means 8 is connected at the output by the connection 17 to the control means 9 of the powertrain before 1, by the connection 19 to the control means 10 of the rear powertrain 2 and by the connection 23 to the control means 11. friction braking devices.
  • the control means 9 is connected via the connection 18 to the front power train 1 and the control means 10 is connected by the connection 20 to the rear power train 2.
  • the control means 11 of the friction braking devices is connected by the connections 12, 13, 14, 15 and 16 to the braking devices 5a, 5b, 6a and 6b.
  • the braking management means 8 comprises in particular a means 25 for distributing the braking request, a means 24 for distributing regenerative braking, and a means 26 for distributing the braking request between the front and rear trains.
  • a means 25 for distributing the braking request is connected at the input, via a link 46, which is shunted from the link 7a, to the sensors 7.
  • the means of distribution 25 of the braking request is also connected to a memory 51 via a connection 50 and connected by means of distribution 24 of the regenerative braking via a bypass 58 of a connection 68.
  • the distribution means 25 of the braking request comprises a multiplier 48 receiving as input the signal conveyed by the connection 46 and connected at the output to a control means 52 via a connection 49.
  • the control means 52 is itself connected in input to the memory 51 by the connection 50 and output to a multiplier 55 by a connection 53 and to a multiplier 60 by a connection 54.
  • the multiplier 60 is connected at the output to an adder 64 by a bypass 62 of the connection 61.
  • the multiplier 55 is connected to a limiting means 57 able to limit the braking force applied to the rear axle by a connection 56.
  • limitation device 57 adapted to limit the braking force applied to the rear axle is connected at input to the regenerative braking distribution means 24 via the connection 58 and is connected at the output to the adder 64 by the connection 63.
  • the adder 64 is connected at the output to an adder 66 by a connection 65.
  • the adder 66 is connected at the input to the connection 46 via the bypass 47 and emits a signal at the output via a connection 67 at the output of the calculation means 8 .
  • the distribution means 24 of the regenerative braking comprises a means 29 for determining the minimum and maximum braking force applicable on the rear axle connected at input to the sensors 7 by connections 27 and 28, the connection 28 being a by-pass of the connection 7b. .
  • the outputs of the determination means 29 of the minimum and maximum braking force applicable on the rear axle are connected to a subtractor 35 by a connection 31 and to a subtractor 34 by a connection 30.
  • a bypass 68 of the connection 30 is connected to a calculating means 78.
  • a bypass 58 of the bypass 68 is connected to the limiting means 57 able to limit the braking force applied to the rear axle.
  • the subtractor 34 is connected by its negative input to the branch 33 of the connection 32.
  • the subtractor 35 is connected by its negative input to the connection 32.
  • the connection 32 is a branch of the link 59 connected at the output of the limiting means 57 able to limit the braking force applied to the rear axle.
  • the output of the subtractor 34 is connected by a connection 36 to a saturation means 37, itself connected to a multiplier 39 by a connection 38.
  • the multiplier 39 emits a signal via a connection 40 at the output of the calculation means 8.
  • the output of the subtractor 35 is connected by a connection 41 to a saturation means 42, itself connected to a multiplier 44 by a
  • the multiplier 44 transmits a signal via a connection 45 at the output of the calculation means 8.
  • a means 26 for distributing the braking request between the front and rear trains comprises an adder 83 connected at input to the connection 59 coming from the limiting means 57 able to limit the braking force applied to the rear axle. Another input of the adder 83 is connected to the calculation means 78 via the connection 82. The output of the adder 83 is connected to a means 85 for determining the braking instructions of the various friction braking devices via a connection 84.
  • An adder 80 is connected at the input by a connection 61 connected to the multiplier 60. The other input of the adder 80 is connected to the calculation means 78 via a connection 79. The output of the adder 80 is connected to a means determining the braking instructions of the various friction braking devices by a connection 81.
  • the output of the determination means 85 of the braking instructions of the various friction braking devices is connected to a connection 86 representing one of the outputs of the braking means. calculation 8.
  • a multiplier 70 is connected by its inputs to connections 7c and 7d.
  • the output of the multiplier 70 is connected by the connection 71 to an adder 74.
  • the adder 74 is connected via the connection 73 to a determination means 72 of the effective torque of the hybrid powertrains and to the connection 75, bypass of the connection 86
  • the output of the adder 74 is connected by a connection 76 to an adder 88.
  • the adder 88 is connected by its other inputs to the connections 7a and 7b coming from the sensors 7.
  • the output of the adder 88 is connected by the
  • the calculating means 78 is connected by its other inputs to the bypass 69 of the connection there, to the by-pass 87 of the connection 86 and to the by-pass 68 of the connection 30.
  • the outputs of the means 78 are connected to the connections 79 and 82.
  • the sensors 7 communicate a torque setpoint before Tcon av and a rear torque setpoint Tcons ar by means of distribution 26 of the braking request between the front and rear trains.
  • a request for braking Req_goln is communicated to the means 24, 25 and 26.
  • the braking request Req_goln integrates braking to the negative wheel, also called engine brake. Thus, without pressing any pedal, the brake has a generally negative value.
  • a Req_acc acceleration request is communicated to means 24 and 26.
  • the distribution means 24 of the regenerative braking receives the braking request Req_ken by the link 27 and an acceleration request Req_acc via the connection 28.
  • the means 29 for determining the minimum and maximum braking force applicable on the rear axle determine maximum braking forces and minimum applicable on the rear axle.
  • the subtractor 34 realizes the difference between the value Fmax ar and the value of the friction brake force setpoint to be applied to the rear axle Fcons ar frict.
  • the subtractor 34 sends the result of the difference to the saturation means 37.
  • the saturation means 37 makes it possible to exclude the cases where the result at the output of the subtractor would be unrealistic.
  • the result is then multiplied by the radius r of the wheel and output from the calculation means 8 as the minimum torque value to be applied to the rear axle Tmin ar.
  • the subtractor 35 realizes the difference between the value Fmin ar and the value of the friction brake force setpoint to be applied to the rear axle Fcons ar frict.
  • the subtractor 35 sends the result of the difference to the saturation means 42.
  • the saturation means 42 makes it possible to exclude the cases where the result at the output of the subtractor would be unrealistic.
  • the result is then multiplied by the radius r of the wheel and output from the calculation means 8 as being the maximum torque value to be applied to the rear axle Tmax ar.
  • the means of distribution 25 of the braking request receives as input the braking request Req_ken and the maximum force applicable on the rear axle Fmax ar.
  • the braking request Req_okn is multiplied by a constant K in the multiplier 48.
  • the result is compared by the control means 52 to the value Hydraulic heel stored in the memory 51.
  • the means 52 outputs a value FFB ncsp by applying the following comparison rule:
  • the Hydraulic heel value corresponds to the value of the braking force initially achieved by the friction braking system.
  • the FFB value nscp is equal to the value resulting from the driver braking request, if said value resulting from the driver braking request is greater than said value hydraulic heel. Otherwise the value FFB ncsp is equal to the value Hydraulic heel.
  • the value FFB nscp which represents a braking force, is always at least equal to the value Hydraulic heel.
  • the friction braking system is thus always solicited to achieve a minimum and negligible force before the braking force that can be achieved by the regenerative braking system.
  • such a request even if minimal, makes it possible to prepare the system of friction braking to generate a greater braking force by reducing the response time due to the movement of mechanical parts constituting said system.
  • This value is then multiplied by a value D in the multiplier 55 and compared with the value Fmax ar in the limiting means 57 able to limit the braking force applied to the rear axle.
  • the D value is a factory setting to determine the distribution between the front and rear trains.
  • the value calculated by the multiplier 55 must thus be strictly lower than the value Fmax ar so as to respect the safety of the vehicle.
  • the limitation means 57 capable of limiting the braking force applied to the rear axle outputs the set value of the braking force to be generated by the friction braking system of the rear axle Fcons ar frict.
  • the FFB value ncsp is also multiplied by the value 1-D in the multiplier 60 in order to obtain as output the set value of the braking force to be generated by the friction braking system of the front axle Fcons av frict.
  • Fcons ar frict and forward train Fcons av frict are then summed in the adder 64, the result is processed by the adder 66 to be subtracted from the braking request Req_ken.
  • the Fnon result is the value of the braking request not supported by the friction braking system. Said value Fnon frict is emitted by the connection 67 at the output of the calculation means 8.
  • the distribution means 26 of the braking request between the front and rear trains receives as input the value of the torque setpoint before Tcons av and the setback torque value Tcons ar, the acceleration request Req_acc, the request for Req_goln braking, the force reference to be made by the friction brake system of the front axle Fcons av frict and the maximum force to be applied to the rear axle Fmax ar.
  • the adder 83 receives as input the value of the friction brake force setpoint to be applied to the rear axle Fcons ar frict and makes the sum with the value of the braking force to be compensated by the rear axle DFar comp received by the connection 82.
  • the adder 80 processes the values related to the front axle, summing the value of the friction brake force setpoint to be applied to the front axle Fcons av frict with the value of the braking force to compensate by the front train DFav comp.
  • the force values to be compensated by the front and rear trains, respectively DFav comp and DFar comp correspond to the part of the brake request Req_ken intended to be carried out by the powertrain, by a combination of regenerative braking and engine braking. But could not be done.
  • the friction brake system is then used to compensate for the lack of braking by the powertrain, in order to satisfy the braking request of the driver Req_ken.
  • the values transmitted by the adders 80 and 83 are processed by the
  • the matrix of values Fcons ij is transmitted at the output of the calculation means 8.
  • the matrix of values Fcons ij is also transmitted to the adder
  • Said adder 74 also receives the result of the quotient of the sum of the setpoints of torque before Tcons av and of the rear torque Tcons ar by the radius r of the wheel made in the multiplier 70.
  • the adder 74 also receives the value ⁇ from the disturbance to the torque to be achieved by the powertrain in
  • the adder 74 performs the following operation.
  • the adder 88 receives the value of the effective force Feff and carries out the summation of said value with Req_acc acceleration requests and Req_ken braking of the driver.
  • the result represents the share of the non-driver's braking request
  • the calculation means 78 also receives the value of the maximum braking force on the rear axle Fmax ar, the matrix of the braking forces Fcons ij and the torque setpoint. of the rear axle Tcons ar. The calculation means 78 then determines force values to be compensated by the front and rear trains, respectively ⁇ Fav comp and ⁇ Far comp.
  • Said force values to be compensated are determined in compliance with the safety limitations, that is to say, while respecting the maximum braking forces Fmax ar as well as that the distribution of couples between the front and rear trains, including taking into account the torque setpoint of the rear axle Tcons ar.
  • the present invention defines a system and method for controlling a braking system of a hybrid vehicle.
  • the system and the method make it possible to distribute braking requests between the different braking systems so as to ensure the safety of the vehicle while maintaining regenerative regenerative energy regeneration.
  • a braking setpoint is applied to the friction brake system. This setpoint is negligible compared to the total braking request, but sufficient to activate the friction brake system. Being already activated and under pressure, the friction braking system can thus respond more quickly to a braking request.
  • the engine brake also called negative wheel torque
  • the braking request is more precise and avoids too intense braking.
  • the distribution of the braking request between the different braking systems is carried out within minimum and maximum braking limits to be applied to the rear axle. These limits are defined according to the experience and knowledge of the person skilled in the art.

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Abstract

Système de commande de freinage pour véhicule automobile, du type comprenant un groupe motopropulseur avant (1), comprenant au moins une machine électrique, relié à un train de roues avant (3a,3b), un groupe motopropulseur arrière (2), comprenant au moins une machine électrique, relié à un train de roues arrière (4a, 4b), un dispositif de freinage par friction (5a,5b,6a,6b) pour chacune des roues du véhicule piloté par un moyen de commande (11), des capteurs (7), une unité de commande électronique (UCE). Le système de commande comprend un moyen de répartition (25) de la requête de freinage, un moyen de répartition (24) du freinage récupératif et un moyen de répartition (26) de la requête de freinage entre les trains avant et arrière, le système de commande étant apte à répartir la requête de freinage entre les dispositifs de freinage par friction et les machines électriques des groupes motopropulseurs utilisées en dispositifs de freinage récupératif, à déterminer une plage de valeurs de répartition du freinage récupératif entre les trains avant et arrière en fonction de consignes de freinage par friction.

Description

SYSTEME ET PROCEDE DE COMMANDE DES DISPOSITIFS DE FREINAGE D'UN VEHICULE HYBRIDE
La présente invention concerne le domaine de la commande de dispositif de freinage, plus particulièrement la commande de dispositif de freinage par friction et de dispositif de freinage récupératifs.
L'essor des véhicules hybrides a permis le développement de systèmes de freinage complexes comprenant des organes de freinage récupératif et des systèmes classiques à friction, tels que des freins à disques. En voulant privilégier l'autonomie du véhicule, l'utilisation des organes de freinage récupératif est privilégiée dans les procédés de freinage. Cependant, de part leur nature, ils ne peuvent générer qu'un couple de freinage limité par rapport aux dispositifs de freinage par friction. Le couple de freinage réalisable par les systèmes de freinage récupératif est suffisant pour les situations courantes, mais s'avère insuffisant dans une situation d'urgence. Pour cela, les systèmes de freinages sont généralement contrôlés de façon à ce qu'une faible requête de freinage soit traitée par le système de freinage récupératif, alors qu'une forte requête de freinage, synonyme d'un freinage d'urgence, est traitée par le système de freinage par friction.
Cependant, il existe des situations au cours desquelles un freinage normal se transforme en freinage d'urgence. Le temps nécessaire au système pour analyser la situation, basculer d'un système de freinage à l'autre, et activer le système de freinage par friction est ainsi critique pour assurer la sécurité du véhicule.
Une réduction du temps de réaction du système améliore ainsi la sécurité du véhicule. La demande de brevet US 2002/0030408 divulgue un dispositif de commande du système de freinage dans un véhicule hybride. Le dispositif de commande peut contrôler de façon indépendante les systèmes de freinage avant et arrière, et parmi les systèmes de freinage, ledit dispositif peut contrôler les systèmes de freinage récupératif et les systèmes de freinage par friction. Le dispositif repartit la requête de freinage du conducteur entre le train avant et le train arrière. Pour chaque train, un maximum de la valeur de consigne de freinage est prise en charge par le système de freinage récupératif, la partie restante est prise en charge par le système de freinage par friction. Le dispositif permet ainsi de réaliser des économies de carburant en générant un maximum d'énergie lors du freinage, tout en assurant le respect des requêtes de freinage du conducteur.
La demande de brevet JP 2006/160131 divulgue un dispositif de commande d'un système de freinage pour un véhicule automobile équipé d'un système de freinage par friction et d'un système de freinage récupératif. Le document enseigne que passé un certain niveau d'utilisation, le système de freinage par friction émet un bruit de basse fréquence pouvant gêner le conducteur ou l'environnement dans lequel le véhicule évolue. Le document propose alors de repartir la requête de freinage du conducteur entre les systèmes de freinage récupératif et par friction de façon à limiter lesdites nuisances sonores. Plus particulièrement, il est défini une valeur plafond de la force de freinage pouvant être générée par le système de freinage par friction avant l'apparition des nuisances sonores. La répartition entre les deux systèmes est réalisée en fonction de la requête du conducteur et de la vitesse perçue de l'expression de la requête du conducteur. Une expression rapide d'une requête importante étant associée à une situation de danger, la valeur plafond associée au freinage par friction est outrepassée pour respecter l'impératif de sécurité. Dans le cas d'une consigne normale exprimée dans un temps normal, la valeur plafond associée au freinage par friction est observée, le freinage récupératif assurant la majorité de la requête de freinage.
Bien qu'apportant une répartition du freinage sur les deux systèmes de freinage généralement disponibles dans un véhicule à propulsion hybride, aucun des dispositifs décrits dans les deux demandes de brevet citées ne propose de solution de freinage rapide. Dans les deux cas, le freinage est assuré d'abord par le système de freinage récupératif, puis par le système de freinage par friction. L'utilisation du système de freinage récupératif suivie par la mobilisation du système de freinage par friction dans le cas où le premier système de freinage n'a pas été en mesure de réaliser l'intégralité de la requête de freinage induit un délai de réponse pouvant mener à une situation critique pour le véhicule et ses occupants. De même, la répartition de freinage entre les trains avant et arrière est généralement fixe. Or suivant la réponse des différents organes du véhicule, suivant les conditions de roulage et l'état de charge du véhicule, la répartition optimale peut varier.
L'objet de la présente invention est de proposer un dispositif de freinage permettant de raccourcir les temps de freinage.
Un autre objet de la présente invention est de définir un dispositif permettant de préparer un système de freinage par friction à un freinage d'urgence.
Enfin, la présente invention a également pour objet de définir dynamiquement une répartition de freinage entre les trains avant et arrière. Dans un mode de réalisation, on définit un système de commande de freinage pour véhicule automobile, du type comprenant un groupe motopropulseur avant, comprenant au moins une machine électrique, relié à un train de roues avant, un groupe motopropulseur arrière, comprenant au moins une machine électrique, relié à un train de roues arrière, un dispositif de freinage par friction pour chacune des roues du véhicule piloté par un moyen de commande, des capteurs, une unité de commande électronique. Le système de commande comprend un moyen de répartition de la requête de freinage, un moyen de répartition du freinage récupératif et un moyen de répartition de la requête de freinage entre les trains avant et arrière. En outre, le système de commande est apte à répartir la requête de freinage entre les dispositifs de freinage par friction et les machines électriques des groupes motopropulseurs utilisées en dispositifs de freinage récupératif, et à déterminer une plage de valeurs de répartition du freinage récupératif entre les trains avant et arrière en fonction de consignes de freinage par friction.
En d'autres termes, le système de commande est capable de répartir la requête de freinage du conducteur entre les différents systèmes de freinage du véhicule. En combinaison de cette première répartition, le système de commande effectue une répartition entre les trains avant et arrière de façon à éviter l'apparition de déséquilibres entre le train avant et arrière. De telles situations sont dangereuses et peuvent amener à des tête-à-queue par exemple. Cela se traduit, notamment, par une limite de freinage sur le train arrière et une limite du freinage récupératif sur le train arrière Le système de commande peut comprendre un moyen de commande d'au moins une machine électrique du groupe motopropulseur avant, et un moyen de commande d'au moins une machine électrique du groupe motopropulseur arrière. Le moyen de gestion du freinage peut comprendre un moyen de répartition de la requête de freinage entre le freinage par friction et le freinage récupératif, un moyen de détermination d'une plage de valeurs de répartition du freinage récupératif entre les trains avant et arrière, et un moyen de répartition de la requête de freinage entre les trains avant et arrière.
Le moyen de gestion du freinage peut recevoir par ses entrées des signaux provenant des capteurs, et émettre par ses sorties des signaux à destination du moyen de commande. Le moyen de gestion du freinage peut être apte à déterminer la répartition de la requête de freinage en fonction des informations provenant des capteurs.
Le moyen de détermination d'une plage de valeurs de répartition du freinage récupératif entre les trains avant et arrière peut comprendre un moyen de détermination de la force de freinage minimale et maximale applicable sur le train arrière, apte à prendre en compte la consigne de force de freinage par friction émise par le moyen de répartition de la requête de freinage. Le moyen de répartition de la requête de freinage entre le freinage par friction et le freinage récupératif peut comprendre un moyen de commande apte à exercer une sollicitation minimale sur le système de freinage par friction et un moyen de limitation apte à limiter la force de freinage appliquée sur le train arrière. Le moyen de répartition de la requête de freinage entre les trains avant et arrière peut comprendre un moyen de détermination des consignes de freinage des différents dispositifs de freinage par friction et un moyen de détermination du couple effectif des groupes motopropulseurs hybrides.
Selon un autre aspect de l'invention, on définit un procédé de commande de freinage pour véhicule automobile, du type comprenant un groupe motopropulseur avant, comprenant au moins une machine électrique, et un groupe motopropulseur arrière, comprenant au moins une machine électrique. Le procédé comprend des étapes au cours desquelles, en fonction de la requête d'accélération du conducteur, de la requête de freinage du conducteur, et des requêtes de couple avant et arrière du conducteur, on détermine la répartition de la requête de freinage entre le freinage par friction et le freinage récupératif des groupes motopropulseurs avant et arrière, on détermine une plage de valeurs de répartition du freinage récupératif entre les trains avant et arrière, de façon à garantir la stabilité et la sécurité du véhicule, et on détermine la répartition de la requête de freinage entre les trains avant et arrière en prenant en compte au moins le freinage récupératif des groupes motopropulseurs.
On peut déterminer une valeur minimale et une valeur maximale des efforts applicables sur le train arrière en fonction des informations reçues des capteurs afin de préserver la sécurité et la stabilité du véhicule.
On peut fixer un niveau minimum de freinage par friction même si la requête de freinage peut être satisfaite par le freinage récupératif, afin de réduire le délai de réponse des dispositifs de freinage en cas d'augmentation de la requête de freinage impliquant l'utilisation du freinage par friction.
On peut fixer le niveau minimum de freinage par friction à une valeur égale à la valeur la plus basse entre une valeur théorique de freinage et une valeur proportionnelle à la requête de freinage.
On peut déterminer un freinage par friction supplémentaire correspondant à la différence entre la requête de freinage et la somme du freinage par friction et du freinage récupératif, de façon à compenser une fraction non réalisée de la consigne de freinage récupératif. D'autres buts, caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée uniquement en tant qu'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 illustre les principaux éléments compris dans un véhicule équipé d'un dispositif de contrôle; et
- la figure 2 illustre les principaux éléments compris dans un dispositif de contrôle. Sur la figure 1, on peut voir un véhicule automobile dénommé VEH comprenant les principaux organes d'un dispositif de contrôle du freinage. Le véhicule VEH comprend un groupe motopropulseur avant 1 relié à un train de roues avant 3a, 3b par l'intermédiaire d'un axe 21 et un groupe motopropulseur arrière 2 relié à un train de roues arrières 4a,4b par l'intermédiaire d'un axe 22. La roue 3a est équipée d'un dispositif de freinage par friction 5a, la roue 3b d'un dispositif de freinage par friction 5b, la roue 4a d'un dispositif de freinage par friction 6a et la roue 4b d'un dispositif de freinage par friction 6b.
Une unité de commande électronique identifiée par la référence ECU commande les dispositifs de freinage par friction 5a, 5b, 6a et 6b par l'intermédiaire des connexions 12, 13, 14, 15 et 16. L'unité de commande électronique ECU commande également les groupes motopropulseurs avant 1 et arrière 2 par l'intermédiaire des liaisons 18 et 20, respectivement.
L'unité de commande électronique ECU comprend des capteurs référencés 7 reliés par les connexions 7a, 7b, 7c, 7d et 27 au moyen de gestion 8 du freinage. Le moyen de gestion 8 du freinage est relié en sortie par la connexion 17 au moyen 9 de commande du groupe motopropulseur avant 1, par la connexion 19 au moyen 10 de commande du groupe motopropulseur arrière 2 et par la connexion 23 au moyen de commande 11 des dispositifs de freinage par friction.
Le moyen 9 de commande est relié par la connexion 18 au groupe motopropulseur avant 1 et le moyen 10 de commande est relié par la connexion 20 au groupe motopropulseur arrière 2. Le moyen de commande 11 des dispositifs de freinage par friction est relié par les connexions 12, 13, 14, 15 et 16 aux dispositifs de freinage 5a, 5b, 6a et 6b.
Sur la figure 2, on peut voir les différents moyens compris dans le moyen de gestion 8 du freinage. Le moyen de gestion 8 du freinage comprend notamment un moyen de répartition 25 de la requête de freinage, un moyen de répartition 24 du freinage récupératif, et un moyen de répartition 26 de la requête de freinage entre les trains avant et arrière.
Un moyen de répartition 25 de la requête de freinage est connecté en entrée, par l'intermédiaire d'une liaison 46, dérivation de la liaison 7a, aux capteurs 7. Le moyen de répartition 25 de la requête de freinage est également connecté à une mémoire 51 par l'intermédiaire d'une connexion 50 et connecté au moyen de répartition 24 du freinage récupératif par l'intermédiaire d'une dérivation 58 d'une connexion 68.
Le moyen de répartition 25 de la requête de freinage comprend un multiplicateur 48 recevant en entrée le signal véhiculé par la connexion 46 et relié en sortie à un moyen de commande 52 par l'intermédiaire d'une connexion 49. Le moyen de commande 52 est lui-même relié en entrée à la mémoire 51 par la connexion 50 et en sortie à un multiplicateur 55 par une connexion 53 et à un multiplicateur 60 par une connexion 54.
Le multiplicateur 60 est connecté en sortie à un additionneur 64 par une dérivation 62 de la connexion 61. Le multiplicateur 55 est connecté à un moyen de limitation 57 apte à limiter la force de freinage appliquée sur le train arrière par une connexion 56. Le moyen de limitation 57 apte à limiter la force de freinage appliquée sur le train arrière est connecté en entrée au moyen de répartition 24 du freinage récupératif par la connexion 58 et est connecté en sortie à l'additionneur 64 par la connexion 63. L'additionneur 64 est relié en sortie à un additionneur 66 par une connexion 65. L'additionneur 66 est connecté en entrée à la connexion 46 par l'intermédiaire de la dérivation 47 et émet un signal en sortie par une connexion 67 en sortie du moyen de calcul 8.
Le moyen de répartition 24 du freinage récupératif comprend un moyen de détermination 29 de la force de freinage minimale et maximale applicable sur le train arrière connecté en entrée aux capteurs 7 par des connexions 27 et 28, la connexion 28 étant une dérivation de la connexion 7b. Les sorties du moyen de détermination 29 de la force de freinage minimale et maximale applicable sur le train arrière sont reliées à un soustracteur 35 par une connexion 31 et à un soustracteur 34 par une connexion 30. Une dérivation 68 de la connexion 30 est reliée à un moyen de calcul 78. Une dérivation 58 de la dérivation 68 est connectée au moyen de limitation 57 apte à limiter la force de freinage appliquée sur le train arrière. Le soustracteur 34 est connecté par son entrée négative à la dérivation 33 de la connexion 32. Le soustracteur 35 est connecté par son entrée négative à la connexion 32. La connexion 32 est une dérivation de la liaison 59 connectée en sortie du moyen de limitation 57 apte à limiter la force de freinage appliquée sur le train arrière.
La sortie du soustracteur 34 est reliée par une connexion 36 à un moyen de saturation 37, lui-même connecté à un multiplicateur 39 par une connexion 38. Le multiplicateur 39 émet un signal par une connexion 40 en sortie du moyen de calcul 8.
De même, la sortie du soustracteur 35 est reliée par une connexion 41 à un moyen de saturation 42, lui-même connecté à un multiplicateur 44 par une connexion 43. Le multiplicateur 44 émet un signal par une connexion 45 en sortie du moyen de calcul 8.
Un moyen de répartition 26 de la requête de freinage entre les trains avant et arrière comprend un additionneur 83 relié en entrée à la connexion 59 provenant du moyen de limitation 57 apte à limiter la force de freinage appliquée sur le train arrière. Une autre entrée de l'additionneur 83 est reliée au moyen de calcul 78 par la connexion 82. La sortie de l'additionneur 83 est reliée à un moyen de détermination 85 des consignes de freinage des différents dispositifs de freinage par friction par une connexion 84. Un additionneur 80 est connecté en entrée par une connexion 61 reliée au multiplicateur 60. L'autre entrée de l'additionneur 80 est reliée au moyen de calcul 78 par une connexion 79. La sortie de l'additionneur 80 est reliée à un moyen de détermination 85 des consignes de freinage des différents dispositifs de freinage par friction par une connexion 81. La sortie du moyen de détermination 85 des consignes de freinage des différents dispositifs de freinage par friction est reliée à une connexion 86 représentant une des sorties du moyen de calcul 8.
Un multiplicateur 70 est connecté par ses entrées aux connexions 7c et 7d. La sortie du multiplicateur 70 est connectée par la connexion 71 à un additionneur 74. L'additionneur 74 est connecté par la connexion 73 à un moyen de détermination 72 du couple effectif des groupes motopropulseurs hybrides et à la connexion 75, dérivation de la connexion 86. La sortie de l'additionneur 74 est reliée par une connexion 76 à un additionneur 88. L'additionneur 88 est relié par ses autres entrées aux connexions 7a et 7b issues des capteurs 7. La sortie de l'additionneur 88 est reliée par la connexion 77 au moyen de calcul 78. Le moyen de calcul 78 est relié par ses autres entrées à la dérivation 69 de la connexion là, à la dérivation 87 de la connexion 86 et à la dérivation 68 de la connexion 30. Les sorties du moyen de calcul 78 sont reliées aux connexions 79 et 82.
Les capteurs 7 communiquent une consigne de couple avant Tcon av et une consigne de couple arrière Tcons ar au moyen de répartition 26 de la requête de freinage entre les trains avant et arrière. Une requête de freinage Req_frein est communiquée aux moyens 24, 25 et 26. La requête de freinage Req_frein intègre le freinage à la roue négatif, également appelé frein moteur. Ainsi, sans appui sur aucune pédale, Re frein présente une valeur généralement négative. Enfin une requête d'accélération Req_acc est communiquée aux moyens 24 et 26.
Le moyen de répartition 24 du freinage récupératif reçoit la requête de freinage Req_frein par la liaison 27 et une requête d'accélération Req_acc par la connexion 28. Le moyen de détermination 29 de la force de freinage minimale et maximale applicable sur le train arrière détermine des forces de freinage maximale et minimale applicables sur l'essieu arrière. Le soustracteur 34 réalise la différence entre la valeur Fmax ar et la valeur de la consigne de force de freinage par friction à appliquer sur le train arrière Fcons ar frict. Le soustracteur 34 envoie le résultat de la différence vers le moyen de saturation 37. Le moyen de saturation 37 permet d'exclure les cas où le résultat en sortie du soustracteur serait irréaliste. Le résultat est ensuite multiplié par le rayon r de la roue et émis en sortie du moyen de calcul 8 comme étant la valeur de couple minimal à appliquer sur le train arrière Tmin ar.
De même, le soustracteur 35 réalise la différence entre la valeur Fmin ar et la valeur de la consigne de force de freinage par friction à appliquer sur le train arrière Fcons ar frict. Le soustracteur 35 envoie le résultat de la différence vers le moyen de saturation 42. Le moyen de saturation 42 permet d'exclure les cas où le résultat en sortie du soustracteur serait irréaliste. Le résultat est ensuite multiplié par le rayon r de la roue et émis en sortie du moyen de calcul 8 comme étant la valeur de couple maximal à appliquer sur le train arrière Tmax ar. Le moyen de répartition 25 de la requête de freinage reçoit en entrée la requête de freinage Req_frein et la force maximale applicable sur le train arrière Fmax ar.
La requête de freinage Req_frein est multipliée par une constante K dans le multiplicateur 48. Le résultat est comparé par le moyen de commande 52 à la valeur Talon hydraulique stockée dans la mémoire 51. Le moyen 52 émet en sortie une valeur FFB ncsp en appliquant la règle de comparaison suivante :
FFB ncsp = min(K. Req_frein,Talon_hydraulique)
Ainsi la valeur FFB ncsp prend la valeur de la plus petite des valeurs parmi K. Req_frein et Talon hydraulique.
La valeur Talon hydraulique correspond à la valeur de l'effort de freinage réalisé a priori par le système de freinage par friction. La valeur FFB nscp est égale à la valeur issue de la requête de freinage du conducteur, si ladite valeur issue de la requête de freinage du conducteur est supérieure à ladite valeur Talon hydraulique. Sinon la valeur FFB ncsp est égale à la valeur Talon hydraulique. Ainsi la valeur FFB nscp, qui représente un effort de freinage, est toujours au moins égale à la valeur Talon hydraulique. Le système de freinage par friction est ainsi toujours sollicité pour réaliser un effort minimum et négligeable devant l'effort de freinage pouvant être réalisé par le système de freinage récupératif. Cependant, une telle sollicitation, même minimale, permet de préparer le système de freinage par friction à générer un effort de freinage plus conséquent en réduisant le délai de réponse dû au déplacement des pièces mécaniques constituant ledit système.
Cette valeur est ensuite multipliée par une valeur D dans le multiplicateur 55 et comparée à la valeur Fmax ar dans le moyen de limitation 57 apte à limiter la force de freinage appliquée sur le train arrière. La valeur D est un paramètre d'usine permettant de déterminer la répartition entre les trains avant et arrière. La valeur calculée par le multiplicateur 55 doit ainsi être strictement inférieure à la valeur Fmax ar de façon à respecter la sécurité du véhicule. Le moyen de limitation 57 apte à limiter la force de freinage appliquée sur le train arrière émet en sortie la valeur de consigne de la force de freinage à générer par le système de freinage par friction du train arrière Fcons ar frict.
La valeur FFB ncsp est également multipliée par la valeur 1-D dans le multiplicateur 60 afin d'obtenir en sortie la valeur de consigne de la force de freinage à générer par le système de freinage par friction du train avant Fcons av frict. Les valeurs de consigne de freinage par friction du train arrière
Fcons ar frict et du train avant Fcons av frict sont ensuite sommées dans l'additionneur 64, le résultat est traité par l'additionneur 66 afin d'être soustrait de la requête de freinage Req_frein. Le résultat Fnon frict représente la valeur de la requête de freinage non prise en charge par le système de freinage par friction. Ladite valeur Fnon frict est émise par la connexion 67 en sortie du moyen de calcul 8.
Le moyen de répartition 26 de la requête de freinage entre les trains avant et arrière reçoit en entrée la valeur de la consigne de couple avant Tcons av et la valeur de consigne de couple arrière Tcons ar, la requête d'accélération Req_acc, la requête de freinage Req_frein, la consigne de force à réaliser par le système de freinage par friction du train avant Fcons av frict ainsi que la force maximale à appliquer sur le train arrière Fmax ar.
L'additionneur 83 reçoit en entrée la valeur de la consigne de force de freinage par friction à appliquer sur le train arrière Fcons ar frict et réalise la somme avec la valeur de l'effort de freinage à compenser par le train arrière DFar comp reçue par la connexion 82.
De même, l'additionneur 80 traite les valeurs en rapport avec le train avant, en sommant la valeur de la consigne de force de freinage par friction à appliquer sur le train avant Fcons av frict avec la valeur de l'effort de freinage à compenser par le train avant DFav comp. Les valeurs d'effort à compenser par les trains avant et arrière, respectivement DFav comp et DFar comp, correspondent à la partie de la requête de freinage Req_frein destinée à être réalisée par le groupe motopropulseur, par une combinaison de freinage récupératif et de frein moteur mais n'ayant pas pu être réalisée. Le système de freinage par friction est alors utilisé pour compenser le défaut de freinage par le groupe motopropulseur, afin de satisfaire la requête de freinage du conducteur Req_frein.
En sortie des additionneurs 80 et 83 sont émises de nouvelles valeurs de
5 consigne de freinage pour les trains avant et arrière. Dans le cas d'une première itération, les additionneurs 80 et 83 transmettent les valeurs non modifiées de
Fcons av frict et Fcons ar frict au moyen de détermination 85 des consignes de freinage des différents dispositifs de freinage par friction.
Les valeurs transmises par les additionneurs 80 et 83 sont traitées par le
10 moyen de détermination 85 des consignes de freinage des différents dispositifs de freinage par friction afin d'émettre une matrice de valeurs Fcons ij dans laquelle chaque élément correspond à la consigne de freinage pour un dispositif de freinage droite (i=l) ou gauche (i=2) d'un train avant 0=1) ou arrière (j=2)- La matrice de valeurs Fcons ij est transmise en sortie du moyen de calcul 8.
15 La matrice de valeurs Fcons ij est transmise également à l'additionneur
74. Ledit additionneur 74 reçoit par ailleurs le résultat du quotient de la somme des consignes de couple avant Tcons av et de couple arrière Tcons ar par le rayon r de la roue effectué dans le multiplicateur 70. L'additionneur 74 reçoit également la valeur Δ de la perturbation au couple devant être réalisé par le groupe motopropulseur en
20 provenance du moyen de détermination 72 du couple effectif des groupes motopropulseurs hybrides. La valeur Δ correspond à la différence entre les consignes de couple, moteur ou résistant, données au groupe motopropulseur, et les couples réellement fournis par ledit groupe motopropulseur. L'additionneur 74 réalise l'opération suivante.
~ - „ cc y-^ r .. (Tcons av + Tcons ar) 25 Feff = 2^ Fcons_y + = ^—L + A i,J r
L'additionneur 88 reçoit la valeur de l'effort effectif Feff et réalise la sommation de ladite valeur avec les requêtes d'accélération Req_acc et de freinage Req_frein du conducteur.
Le résultat représente la part de la requête de freinage du conducteur non
30 satisfaite par le système et est transmise au moyen de calcul 78. Le moyen de calcul 78 reçoit également la valeur de l'effort maximale de freinage sur le train arrière Fmax ar, la matrice des efforts de freinage Fcons ij et la consigne de couple du train arrière Tcons ar. Le moyen de calcul 78 détermine alors des valeurs d'effort à compenser par les trains avant et arrière, respectivement ΔFav comp et ΔFar comp.
35 Lesdites valeurs d'effort à compenser sont déterminées dans le respect des limitations de sécurité, c'est-à-dire en respectant les efforts de freinage maximum Fmax ar ainsi que la répartition des couples entre les trains avant et arrière, notamment en prenant en compte la consigne de couple du train arrière Tcons ar.
La présente invention définit un système et un procédé de commande d'un système de freinage d'un véhicule hybride. Le système et le procédé permettent de repartir les requêtes de freinage entre les différents systèmes de freinage de façon à assurer la sécurité du véhicule tout en conservant une régénération d'énergie par freinage récupératif.
En outre, pour accélérer le passage d'un freinage purement récupératif à un freinage par friction ou mixte, une consigne de freinage est appliquée au système de freinage par friction. Cette consigne est négligeable par rapport à la requête de freinage totale, mais suffisante pour activer le système de freinage par friction. Etant déjà activé et sous pression, le système de freinage par friction peut ainsi répondre plus rapidement à une sollicitation de freinage.
Il est à noter que le frein moteur, également appelé couple à la roue négatif, est prise en compte lors de la détermination de la requête de freinage. Ainsi, la requête de freinage est plus précise et permet d'éviter des freinages trop intenses.
La répartition de la requête de freinage entre les différents systèmes de freinage est réalisée dans des limites de freinage minimales et maximales à appliquer au train arrière. Ces limites sont définies d'après l'expérience et les connaissances propres à l'homme du métier.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de commande de freinage pour véhicule automobile, du type comprenant un groupe motopropulseur avant (1), comprenant au moins une machine électrique, relié à un train de roues avant (3a,3b), un groupe motopropulseur arrière (2), comprenant au moins une machine électrique, relié à un train de roues arrière (4a, 4b), un dispositif de freinage par friction (5a,5b,6a,6b) pour chacune des roues du véhicule piloté par un moyen de commande (11), des capteurs (7), une unité de commande électronique (UCE), caractérisé par le fait qu'il comprend un moyen de répartition (25) de la requête de freinage, un moyen de répartition (24) du freinage récupératif et un moyen de répartition (26) de la requête de freinage entre les trains avant et arrière le système de commande étant apte à répartir la requête de freinage entre les dispositifs de freinage par friction et les machines électriques des groupes motopropulseurs utilisées en dispositifs de freinage récupératif, à déterminer une plage de valeurs de répartition du freinage récupératif entre les trains avant et arrière en fonction de consignes de freinage par friction.
2. Système de commande selon la revendication 1 comprenant un moyen de commande (9) d'au moins une machine électrique du groupe motopropulseur avant, et un moyen de commande (10) d'au moins une machine électrique du groupe motopropulseur arrière, dans lequel un moyen de gestion (8) du freinage comprend un moyen de répartition (25) de la requête de freinage entre le freinage par friction et le freinage récupératif, un moyen de détermination (24) d'une plage de valeurs de répartition du freinage récupératif entre les trains avant et arrière, et un moyen de répartition (26) de la requête de freinage entre les trains avant et arrière,
3. Système de commande selon la revendication 2, dans lequel le moyen de gestion (8) du freinage recevant par ses entrées des signaux provenant des capteurs (7), émet par ses sorties des signaux à destination du moyen de commande (11), le moyen de gestion (8) du freinage étant apte à déterminer la répartition de la requête de freinage en fonction des informations provenant des capteurs (7).
4. Système de commande selon l'une des revendications 2 ou 3, dans lequel le moyen de détermination (24) d'une plage de valeurs de répartition du freinage récupératif entre les trains avant et arrière comprend un moyen de détermination (29) de la force de freinage minimale et maximale applicable sur le train arrière, apte à prendre en compte la consigne de force de freinage par friction émise par le moyen de répartition (25) de la requête de freinage.
5. Système de commande selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel le moyen de répartition (25) de la requête de freinage entre le freinage par friction et le freinage récupératif comprend un moyen de commande (52) apte à exercer une sollicitation minimale sur le système de freinage par friction et un moyen de limitation (57) apte à limiter la force de freinage appliquée sur le train arrière.
6. Système de commande selon l'une des revendications 2 à 5, dans lequel le moyen de répartition (26) de la requête de freinage entre les trains avant et arrière entre les trains avant et arrière comprend un moyen de détermination (85) des consignes de freinage des différents dispositifs de freinage par friction (5a,5b,6a,6b) et un moyen de détermination (72) du couple effectif des groupes motopropulseurs hybrides.
7. Procédé de commande de freinage pour véhicule automobile, du type comprenant un groupe motopropulseur avant (1), comprenant au moins une machine électrique, et un groupe motopropulseur arrière (2), comprenant au moins une machine électrique, caractérisé par le fait que, en fonction de la requête d'accélération du conducteur, de la requête de freinage du conducteur, et des requêtes de couple avant et arrière du conducteur, on détermine la répartition de la requête de freinage entre le freinage par friction et le freinage récupératif des groupes motopropulseurs avant (1) et arrière (2), et on détermine une plage de valeurs de répartition du freinage récupératif entre les trains avant et arrière, de façon à garantir la stabilité et la sécurité du véhicule, et on détermine la répartition de la requête de freinage entre les trains avant et arrière en prenant en compte au moins le freinage récupératif des groupes motopropulseurs .
8. Procédé de commande selon la revendication 7, dans lequel on détermine une valeur minimale et une valeur maximale des efforts applicables sur le train arrière en fonction des informations reçues des capteurs (7) afin de préserver la sécurité et la stabilité du véhicule.
9. Procédé de commande selon l'une des revendications 7 ou 8, dans lequel on fixe un niveau minimum de freinage par friction même si la requête de freinage peut être satisfaite par le freinage récupératif, afin de réduire le délai de réponse des dispositifs de freinage en cas d'augmentation de la requête de freinage impliquant l'utilisation du freinage par friction.
10. Procédé de commande selon la revendication 9, dans lequel on fixe le niveau minimum de freinage par friction à une valeur égale à la valeur la plus basse entre une valeur théorique de freinage et une valeur proportionnelle à la requête de freinage.
11. Procédé de commande selon l'une des revendications 7 à 10, dans lequel on détermine un freinage par friction supplémentaire correspondant à la différence entre la requête de freinage et la somme du freinage par friction et du freinage récupératif, de façon à compenser une fraction non réalisée de la consigne de freinage récupératif.
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