EP1937963A1 - Procede de demarrage d'un moteur thermique de vehicule hybride - Google Patents

Procede de demarrage d'un moteur thermique de vehicule hybride

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Publication number
EP1937963A1
EP1937963A1 EP06820268A EP06820268A EP1937963A1 EP 1937963 A1 EP1937963 A1 EP 1937963A1 EP 06820268 A EP06820268 A EP 06820268A EP 06820268 A EP06820268 A EP 06820268A EP 1937963 A1 EP1937963 A1 EP 1937963A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
clutch
heat engine
electric machine
engine
speed
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06820268A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Stéphane RIMAUX
Janette Rimaux
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.)
PSA Automobiles SA
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles 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 Peugeot Citroen Automobiles SA filed Critical Peugeot Citroen Automobiles SA
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • B60K2006/268—Electric drive motor starts the engine, i.e. used as starter motor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a method of starting an internal combustion engine of a parallel hybrid power train of a motor vehicle.
  • Pulallel hybrid traction train is understood to mean a traction chain supplying a wheel shaft with mechanical energy from at least one “irreversible” engine (generally a heat engine), and at least one engine of “reversible” type (usually an electric machine), and wherein the energy node from the two motors is mechanical in nature.
  • at least one "irreversible” engine generally a heat engine
  • at least one engine of "reversible” type usually an electric machine
  • FIGS. 1 and 2 schematically show two architectures of parallel hybrid traction chains of known type, for example by the French patent application published under No. 2,814,121, to which the invention more particularly applies. 'invention.
  • the traction chain 1 essentially comprises, from upstream to downstream towards a wheel shaft 2, a heat engine 3, an electric motor 5, and a transmission member 7 with a gear ratio.
  • variable speed also called variable speed drive
  • the traction chain 1 further comprises a first clutch 11, connecting the heat engine 3 to the electric machine 5, and a second clutch 12 connecting the electric machine 5 to the transmission member 7.
  • the clutches 11, 12 may be dry type, but in the context of the invention, they will preferably be wet type.
  • the traction chain of FIG. 1 can thus operate in a pure electric mode, in which the clutch 11 is open so as not to transmit torque between the electric machine 5 and the heat engine 3, and in which only the electric machine 5 provides mechanical energy to the wheel shaft 2, or withdraws.
  • This traction chain 1 can also operate in hybrid modes, in which the clutch 11 is sliding or closed, in order to transmit torque between the heat engine 3 and the electric machine 5.
  • the traction chain 101 FIG. 2 differs from that of FIG. 1 essentially in that the heat engine 3 is positioned, functionally, downstream of the electric machine 5, the second clutch 12 connecting the heat engine 3 (and no longer the electric machine 5) to the transmission member 7.
  • the traction chain 101 operates in a hybrid mode, in which the first clutch 11 is sliding or closed, so as to transmit torque between the electric machine 5 and the heat engine 3.
  • the power train does not have a pure electrical operating mode.
  • the invention therefore relates more particularly to a method of starting a thermal engine of a parallel hybrid traction drive of a motor vehicle, said traction chain comprising said engine, an electric machine, a transmission member with a gear ratio. variable speed, a first clutch connecting the engine thermal to the electric machine, and a second clutch connecting the transmission member to the electric machine or the engine.
  • the subject of the invention is a method of starting the heat engine from a pure electric driving mode, or from a stopping phase.
  • the subject of the invention is a method of starting the heat engine from a stopping phase of the vehicle.
  • the starting of the heat engine is carried out by closing the first clutch 11 and suddenly increasing the electric power supplied by the electric machine 5.
  • the starting phase of the engine involves a significant sizing of the electric machine, as well as a large supply of electrical energy. This is disadvantageous from the point of view of the size and the cost of the electric machine and its power electronics.
  • the subject of the invention is a method of the type previously described, characterized in that it comprises the successive steps of: a) placing the first clutch in the open position; b) powering the electric machine so as to drive it, according to an engine mode operation, at a speed giving its rotor a kinetic energy greater than the energy required to launch the heat engine, and c) close the first clutch of way to transmit, from the electrical machine to the heat engine, at least sufficient energy to compensate for the resisting torque of the engine shaft of the engine, and drive the latter at a launch speed.
  • the electric machine is powered so that it delivers its maximum torque.
  • the method comprises the following steps, performed after launching the heat engine consisting in: d) bringing the heat engine to a higher speed at the speed, at the input of the transmission member, and greater than or equal to a minimum speed determined during a transition period determined, and e) close the second clutch.
  • FIG. 3 is a graph illustrating the evolution, over time, of rotation speeds and couples in a traction chain according to the first architecture, during the execution of a starting method according to the invention; and FIG. 4 is a figure similar to FIG. 3 for a traction chain according to the second architecture.
  • G0 3 which is the rotational speed of the shaft of the heat engine 3;
  • the pairs have significant slot profiles of quasi-instantaneous variations corresponding to an ideal situation.
  • the starting method is executed from a pure electric driving mode, in which the second clutch 12 transmits torque between the electric machine 5 and the variable speed drive 7; the first clutch 11 being open and transmitting no torque between the electric machine 5 and the heat engine 3.
  • the second clutch 12 transmits torque between the electric machine 5 and the variable speed drive 7; the first clutch 11 being open and transmitting no torque between the electric machine 5 and the heat engine 3.
  • the starting method illustrated in FIG. 3 can be broken down into eight successive phases, hereinafter explained, and referenced in the figure from Pi to Pg. During the entire starting process consisting of these eight phases, the second clutch 12 is driven. to at least partially meet the driver's demand
  • First phase Pi In the initial state in pure electric rolling, the first clutch 11 being open and the second clutch
  • the speed G) 7 at the input of the variable speed drive 7 is equal to the speed (O 5 of the electric machine 5, while the speed (O 3 of the engine 3 is zero.
  • Third phase P 3 The electric machine is suddenly powered at full power, so as to reach its maximum torque C max and go up to speed. The transition to maximum torque is almost instantaneous at the beginning of phase 3, with the regime being progressively increased to its maximum at the end of phase 3.
  • the torque transmitted by the second clutch 12 is always regulated so as to keep C 7 constant at the input of the variable speed drive 7.
  • the kinetic energy of the rotor of the electric machine 5 is brought to a level higher than the energy required to launch the engine thermal 3, determined, for example from a map.
  • the speed of rotation G0 5 of the electric motor 5 decreases gradually, while the speed (O3 of the heat engine gradually increases to a launch regime 0> L at the end of the fourth phase P 4 .
  • the kinetic energy accumulated by the electrical machine 5 during the phase P3 is used to compensate for the inertia and the friction of the shaft of the heat engine 3 and to drive the latter at 0> L launch regime .
  • the heat engine 3 can then pass the first compressions and be put into autonomous operation.
  • the first clutch 11 remains positioned to slide, allowing a torque helping to take turns of the engine 3.
  • the torque of the engine 3 becomes positive so that its speed can exceed the speed of the input shaft of the drive 7.
  • the torque C 5 of the electric motor 5 and the second clutch 12 are always controlled to transmit a torque such that the torque C 7 remains constant, but also so that the speed (O 5 of the electric machine 5 remains higher than the CO 7 regime in drive input 7.
  • the speed (O 3 becomes equal to the speed (O 5)
  • the torque C 5 of the electric machine 5 goes to a level below its maximum value C max , the electric machine 5 can then operate in motor mode or in generator mode
  • the torque C 5 can be motor or resistant, depending on the setpoint torque at the drive input 7.
  • the torque C5 becomes resistant from phase 6.
  • the second clutch 12 is closed progressively so that the speeds (O3, (O5 of the heat engine 3 and of the electric machine 5 decrease, in decreasing order, the speed G) 7 at the input of the variator 7.
  • the latter is If the GO 7 regime is below a determined minimum threshold, the respective speeds (O 3 and (O 5 of the heat engine 3 and of the electric machine 5 are maintained above this minimum value pending the increase of the CO 7 regime and the exceeding of this threshold.
  • FIG. 4 a start-up method according to the invention has been illustrated, in the context of the second hybrid traction-chain architecture represented in FIG. 2.
  • the starting method is carried out from a stopping phase of the vehicle, wherein the two clutches 11, 12 are open so as to transmit no torque.
  • First phase Si This phase corresponds to the initial state of the system, in which the two clutches 11, 12 are open and the heat engine 3 and the electric machine 5 are stopped.
  • This phase consists in accumulating kinetic energy in the electric machine 5.
  • the electric machine 5 is powered at full power so as to reach its maximum torque C maxr and this almost instantaneously from the initial state.
  • the clutches 11, 12 remain open.
  • phase S 2 the purpose of the phase S 2 is to accumulate a kinetic energy in the electrical machine 5, sufficient to compensate for the resisting torque of the motor shaft due to the Inertia and friction, pass the first compression, driving the shaft of the engine 3 at 0> L launch.
  • the first clutch 11 is positioned so that the torque transmitted to the heat engine 3 is greater than the torque required to start the heat engine 3.
  • the torque C 3 of the heat engine 3 is a resistant torque, and the engine speed 3 (O 3 increases gradually up to the launching regime
  • the heat engine 3 is launched and its developed torque C 3 is brought to a level C p ensuring the continuation of its rise in speed, with a torque C 5 kept constant at its maximum value C max .
  • the torque Cn transmitted by the first clutch 11 can be brought to a value lower than the torque reached during the third phase to limit the vibration phenomena.
  • the speed (O 5 of the electric machine 5 decreases gradually and reaches, at the end of phase 4, a level that remains higher than the 0> L launch regime.
  • the torque C 3 of the heat engine 3 C 3 is, for example, brought to a level C P at the beginning of the phase 4 and maintained at this level, then is abruptly reduced to the set point C70.
  • the goal of this phase is to increase the C ⁇ 3 and ⁇ 5 regimes to reach a specific target ⁇ P regime allowing takeoff.
  • This target regime ⁇ P can be fixed and prerecorded, for example in the form of a map, or calculated during the start command according to various parameters or variables related to the state of the engine 3.
  • This phase corresponds to a start of running in hybrid mode and at the end of the starting process of the engine.
  • the electric machine 5 operates as a generator, and generates a resisting (negative) torque in the traction chain, the torque C 3 of the heat engine being brought to a level higher than that of Phase Se, in order to increase the speed at the drive input.
  • the engine is started by bringing the electric machine to a high speed and using the kinetic energy of the rotor thus stored, before mechanically linking the heat engine to the engine. electric machine.
  • the starting phase of the engine is not preponderant in the design of the electric machine. It thus becomes possible to use, in the hybrid powertrains, electric machines having a power limited to the needs and the performances required in the different driving phases.

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Abstract

Ce procédé s'applique à une chaîne de traction hybride parallèle d'un véhicule automobile, qui comprend un moteur thermique, au moins une machine électrique, un organe de transmission à rapport de vitesse variable, un premier embrayage reliant le moteur thermique à la machine électrique, et un deuxième embrayage reliant l'organe de transmission à la machine électrique ou au moteur thermique. Le procédé comporte les étapes successives consistant à : a) placer le premier embrayage en position ouverte ; b) après positionnement du deuxième embrayage en limite de glissement, alimenter la machine électrique de façon à l'entraîner avec une énergie cinétique supérieure à l'énergie nécessaire au lancement du moteur thermique, et c) fermer le premier embrayage de façon à transmettre, de la machine électrique vers le moteur thermique, une énergie au moins suffisante pour compenser le couple résistant de l'arbre du moteur thermique, et entraîner ce dernier à une vitesse de lancement.

Description

Procédé de démarrage d'un moteur thermique de véhicule hybride.
La présente invention concerne un procédé de démarrage d'un moteur à combustion interne d'une chaîne de traction hybride parallèle d'un véhicule automobile.
On entend par chaîne de traction hybride parallèle une chaîne de traction fournissant à un arbre de roue une énergie mécanique à partir d'au moins un moteur de type « irréversible » (en général un moteur thermique), et d'au moins un moteur de type « réversible » (en général une machine électrique), et dans laquelle le nœud d'énergie provenant des deux moteurs est de nature mécanique.
Par la suite, on pourra désigner le moteur irréversible par « moteur thermique » et le moteur réversible par « machine (ou moteur) électrique », étant entendu que ce moteur électrique pourra fonctionner suivant un mode moteur et un mode générateur.
On a représenté sur les Figures 1 et 2, de façon schématique, deux architectures de chaînes de traction hybride parallèles de type connu, par exemple par la demande de brevet français publiée sous le n° 2 814 121, auxquelles s'applique plus particulièrement l'invention.
Dans une première architecture, illustrée à la figure 1, la chaîne de traction 1 comprend essentiellement, d'amont en aval vers un arbre de roue 2, un moteur thermique 3, un moteur électrique 5, et un organe de transmission 7 à rapport de vitesse variable (appelé également variateur de vitesse), telle qu'une boîte de vitesses. La chaîne de traction 1 comprend en outre un premier embrayage 11, reliant le moteur thermique 3 à la machine électrique 5, et un deuxième embrayage 12 reliant la machine électrique 5 à l'organe de transmission 7. Les embrayages 11, 12 peuvent être de type sec, mais dans le cadre de l'invention, ils seront de préférence de type humide .
La chaîne de traction de la figure 1 peut ainsi fonctionner suivant un mode électrique pur, dans lequel l'embrayage 11 est ouvert afin de ne pas transmettre de couple entre la machine électrique 5 et le moteur thermique 3, et dans lequel seule la machine électrique 5 fournit de l'énergie mécanique à l'arbre de roue 2, ou en prélève. Cette chaîne de traction 1 peut également fonctionner selon des modes hybrides, dans lesquels l'embrayage 11 est glissant ou fermé, afin de transmettre du couple entre le moteur thermique 3 et la machine électrique 5. Selon une deuxième architecture, la chaîne de traction 101 de la figure 2 diffère de celle de la figure 1 essentiellement en ce que le moteur thermique 3 est placé, fonctionnellement, en aval de la machine électrique 5, le deuxième embrayage 12 reliant le moteur thermique 3 (et non plus la machine électrique 5) à l'organe de transmission 7.
Dans cette deuxième architecture connue, la chaîne de traction 101 fonctionne dans un mode hybride, dans lequel le premier embrayage 11 est glissant ou fermé, de façon à transmettre du couple entre la machine électrique 5 et le moteur thermique 3.
Dans cette deuxième architecture, contrairement à la première, la chaîne de traction n'a pas de mode de fonctionnement électrique pur.
L'invention concerne donc plus particulièrement un procédé de démarrage d'un moteur thermique d'une chaîne de traction hybride parallèle d'un véhicule automobile, ladite chaîne de traction comprenant ledit moteur thermique, une machine électrique, un organe de transmission à rapport de vitesse variable, un premier embrayage reliant le moteur thermique à la machine électrique, et un deuxième embrayage reliant l'organe de transmission à la machine électrique ou au moteur thermique.
Dans le cas de la première architecture, l'invention a pour objet un procédé de démarrage du moteur thermique à partir d'un mode de roulage électrique pur, ou à partir d'une phase d'arrêt.
Dans le cas de la deuxième architecture, l'invention a pour objet un procédé de démarrage du moteur thermique à partir d'une phase d'arrêt du véhicule.
Dans les chaînes de traction hybrides connues, telles que décrites en référence aux Figures 1 et 2, le démarrage du moteur thermique est réalisé en fermant le premier embrayage 11 et en augmentant brusquement la puissance électrique fournie par la machine électrique 5.
L'inertie du moteur thermique étant très importante, la phase de démarrage du moteur thermique implique un dimensionnement important de la machine électrique, ainsi qu'un apport important d'énergie électrique. Cela est pénalisant du point de vue de l'encombrement et du coût de la machine électrique et de son électronique de puissance.
En outre, cet apport d'énergie provoque, dans la phase de démarrage du moteur thermique, des variations importantes du couple à la roue, qui sont ressenties par les utilisateurs du véhicule.
L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients, et de proposer un procédé de démarrage du type précédemment exposé, qui permette de limiter le dimensionnement de la machine électrique, et de réduire, voire supprimer, les à-coups sur le couple à la roue lors du démarrage du moteur thermique . A cet effet, l'invention a pour objet un procédé du type précédemment exposé, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes successives consistant à : a) placer le premier embrayage en position ouverte ; b) alimenter la machine électrique de façon à l'entraîner, selon un fonctionnement en mode moteur, à une vitesse conférant à son rotor une énergie cinétique supérieure à l'énergie nécessaire au lancement du moteur thermique, et c) fermer le premier embrayage de façon à transmettre, de la machine électrique vers le moteur thermique, une énergie au moins suffisante pour compenser le couple résistant de l'arbre-moteur du moteur thermique, et entraîner ce dernier à une vitesse de lancement. De préférence, durant l'étape b) , on alimente la machine électrique de façon qu'elle délivre son couple maximal .
Suivant des caractéristiques optionnelles du procédé selon l'invention, appliquée à la première architecture : - on pilote le deuxième embrayage de façon à maintenir sensiblement constants la vitesse et le couple en entrée de l'organe de transmission ; et le procédé comporte les étapes suivantes, effectuées après lancement du moteur thermique consistant à : d) amener le moteur thermique à un régime supérieur au régime, en entrée de l'organe de transmission, et supérieur ou égal à un régime minimal déterminé pendant une période de transition déterminée, et e) fermer le deuxième embrayage.
Suivant des caractéristiques optionnelles du procédé selon l'invention, appliquée à la deuxième architecture : préalablement à l'étape a), on augmente les régimes respectifs de la machine électrique et du moteur thermique, en entrée de l'organe de transmission, de manière à atteindre un régime déterminé permettant le décollage du véhicule ; et après l'étape f) , on ferme le deuxième embrayage. Des modes particuliers de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits plus en détail en référence aux Figures 3 et 4 des dessins annexés, sur lesquels : - la figure 3 est un graphique illustrant l'évolution, avec le temps, des vitesses de rotation et des couples dans une chaîne de traction conforme à la première architecture, durant l'exécution d'un procédé de démarrage selon l'invention ; et - la figure 4 est une Figure analogue à la Figure 3, pour une chaîne de traction conforme à la deuxième architecture .
Sur les figures 3 et 4, on a tracé l'évolution, en fonction du temps t_, porté en abscisses, d'une part des vitesses de rotation d'arbre ω, et d'autre part des couples C suivants :
GÛ3, qui est le régime de rotation d'arbre du moteur thermique 3 ;
- (Os, qui est le régime de rotation du rotor de la machine électrique 5 ;
GO7, qui est le régime de rotation de l'arbre d'entrée du variateur de vitesse 7 ; et
C3, qui est le couple de l'arbre du moteur thermique 3 ; - C5, qui est le couple du rotor de la machine électrique 5 ;
C7, qui est le couple de l'arbre d'entrée du variateur de vitesse 7 ; - Cn, qui est le couple transmis par l'embrayage 11 du moteur thermique 3 vers la machine électrique 5.
Dans les exemples représentés, et pour simplifier les graphiques, les couples présentent des profils en créneaux significatifs de variations quasi-instantanées correspondant à une situation idéale.
PREMIERE ARCHITECTURE
On va dans un premier temps décrire en référence à la figure 3 un procédé de démarrage conforme à l'invention, dans le cadre de la première architecture représentée sur la figure 1.
Dans l'exemple représenté, le procédé de démarrage est exécuté à partir d'un mode de roulage électrique pur, dans lequel le deuxième embrayage 12 transmet du couple entre la machine électrique 5 et le variateur de vitesse 7 ; le premier embrayage 11 étant ouvert et ne transmettant aucun couple entre la machine électrique 5 et le moteur thermique 3. Ainsi, à l'instant initial t=0, le régime GO7 et le couple C7 en entrée de variateur 7 ne sont pas nuls.
Le procédé de démarrage illustré sur la Figure 3 peut être décomposé en huit phases successives, ci-après explicitées, et référencées sur la figure de Pi à Pg. Durant tout le procédé de démarrage consistant dans ces huit phases, le deuxième embrayage 12 est piloté pour répondre au moins partiellement à la demande du conducteur
(se traduisant par un appui plus au moins important sur la pédale d'accélérateur) et éviter que les utilisateurs ne ressentent des à-coups lors de la mise en route du moteur thermique .
Dans la suite de la description, on considérera un exemple dans lequel le régime cible est constant. Première phase Pi : A l'état initial en roulage électrique pur, le premier embrayage 11 étant ouvert et le deuxième embrayage
12 étant fermé, le régime G)7 en entrée du variateur de vitesse 7 est égal au régime (O5 de la machine électrique 5, tandis que le régime (O3 du moteur thermique 3 est nul.
De la même façon, le couple C7 en entrée du variateur de vitesse 7 est égal au couple C5 développé par la machine électrique 5, le couple du moteur thermique 3 C3 étant nul . Deuxième phase P2 :
Au début de cette phase intervient la décision de démarrage du moteur thermique 3, prise par un calculateur, non représenté, qui met en œuvre une stratégie préprogrammée de pilotage de la chaîne de traction. Le deuxième embrayage 12 est amené en limite de glissement .
Les vitesses de rotation GÛ3, (O5, G)7 et les couples C3, C5, C7 sont maintenus au niveau de ceux de la phase 1.
Troisième phase P3 : La machine électrique est brusquement alimentée à pleine puissance, de façon à atteindre son couple maximal Cmax et monter en régime. Le passage au couple maximal est quasiment instantané au début de la phase 3, le régime étant accru de façon progressive jusqu'à son maximum à la fin de la phase 3.
Le couple transmis par le deuxième embrayage 12 est toujours régulé de façon à maintenir C7 constant en entrée du variateur de vitesse 7.
Durant cette phase, le premier embrayage 11 reste ouvert, de sorte que le couple transmis Cn reste nul.
Durant la troisième phase P3, l'énergie cinétique du rotor de la machine électrique 5 est amenée à un niveau supérieur à l'énergie nécessaire au lancement du moteur thermique 3, déterminé, par exemple à partir d'une cartographie .
Quatrième phase P4 : Le moteur électrique 5 étant à son couple maximal, le premier embrayage 11 est positionné pour glisser en transmettant un couple Cn supérieur au couple résistant de frottement du moteur thermique 3.
La vitesse de rotation GÛ5 du moteur électrique 5 diminue progressivement, tandis que le régime (O3 du moteur thermique augmente progressivement jusqu'à un régime de lancement 0>L en fin de quatrième phase P4.
Dans la quatrième phase P4, l'énergie cinétique accumulée par la machine électrique 5 durant la phase P3 est utilisée pour compenser l'inertie et les frottements de l'arbre du moteur thermique 3 et entraîner ce dernier à régime de lancement 0>L.
Le moteur thermique 3 peut alors passer les premières compressions et être mis en fonctionnement autonome.
Cinquième phase P5 :
Le premier embrayage 11 reste positionné pour glisser, en laissant passer un couple aidant à la prise de tours du moteur thermique 3. Le couple du moteur thermique 3 devient positif pour que son régime puisse dépasser le régime de l'arbre d'entrée du variateur 7.
En fin de phase 5, intervient le croisement des régimes (O3 du moteur thermique 3 et G)7 d'arbre d'entrée du variateur 7.
Jusqu'à la fin de la phase 5, le couple C5 est maintenu à son niveau maximal Cmax. Sixième phase Pβ : Le premier embrayage 11 est amené en position fermée .
Le couple C5 du moteur électrique 5 et le deuxième embrayage 12 sont toujours pilotés pour transmettre un couple tel que le couple C7 reste constant, mais également de manière que le régime (O5 de la machine électrique 5 reste supérieur au régime CO7 en entrée de variateur 7.
Du fait de la fermeture de l'embrayage 11, le régime (O3 devient égal au régime (O5. A partir de cette phase, le couple C5 de la machine électrique 5 passe à un niveau inférieur à sa valeur maximale Cmax, la machine électrique 5 pouvant alors fonctionner en mode moteur ou en mode générateur. En d'autres termes, le couple C5 peut être moteur ou résistant, selon le couple de consigne en entrée de variateur 7.
Dans l'exemple représenté, le couple C5 devient résistant dès la phase 6.
Septième phase P7 :
Durant cette phase, on ferme progressivement le deuxième embrayage 12 de façon que les régimes (O3, (O5 du moteur thermique 3 et de la machine électrique 5 rejoignent, en décroissant, le régime G)7 en entrée de variateur 7. Cette dernière est maintenue constante, et ce, selon un profil désiré. Si le régime GO7 est en dessous d'un seuil minimal déterminé, les régimes respectifs (O3 et (O5 du moteur thermique 3 et de la machine électrique 5 sont maintenus au dessus de cette valeur minimale en attendant l'accroissement du régime CO7 et le dépassement de ce seuil.
Huitième phase Ps : Cette phase représente la fin du processus de démarrage, le moteur thermique 3 étant en fonctionnement, les deux embrayages 11, 12 étant fermés, et les régimes (O3 du moteur thermique 3 et (O5 de la machine électrique 5 coïncidant avec le régime G)7 en entrée du variateur 7.
DEUXIEME ARCHITECTURE Sur la figure 4, on a illustré un procédé de démarrage conforme à l'invention, dans le cadre de la deuxième architecture de chaîne de traction hybride représentée sur la figure 2.
Le procédé de démarrage est réalisé à partir d'une phase d'arrêt du véhicule, dans laquelle les deux embrayages 11, 12 sont ouverts de façon à ne transmettre aucun couple.
Le procédé est décrit ci-après, en étant décomposé en sept phases successives, référencées de Si à S7.
Première phase Si : Cette phase correspond à l'état initial du système, dans lequel les deux embrayages 11, 12 sont ouverts et où le moteur thermique 3 et la machine électrique 5 sont arrêtés .
Durant cette phase Si, on attend la décision de démarrage du moteur thermique 3. On comprendra que cette étape peut également être réalisée, à l'arrêt du véhicule, avec un régime initial (O5 de la machine électrique non nul . Deuxième phase S2 :
Cette phase consiste à accumuler de l'énergie cinétique dans la machine électrique 5.
A cet effet, la machine électrique 5 est alimentée à pleine puissance de façon à atteindre son couple maximal Cmaxr et ce de façon quasi-instantanée à partir de l'état initial . Les embrayages 11, 12 restent ouverts.
Durant cette phase, le régime (O5 de la machine électrique 5 augmente progressivement jusqu'à sa valeur de régime optimal œopt- Comme dans la phase P3 du premier mode de réalisation décrit à la figure 3, la phase S2 a pour but d' accumuler une énergie cinétique dans la machine électrique 5, suffisante pour compenser le couple résistant de l'arbre- moteur dû à l'inertie et aux frottements, passer la première compression, en entraîner l'arbre du moteur thermique 3 à régime de lancement 0>L.
Troisième phase S3 :
II s'agit de la phase de lancement du moteur thermique 3.
La machine électrique 5 ayant atteint son régime optimal ωopt au couple maximal Cmax, le premier embrayage 11 est positionné pour que le couple transmis au moteur thermique 3 soit supérieur au couple nécessaire au démarrage du moteur thermique 3.
Dans cette phase, le deuxième embrayage 12 reste ouvert .
Pendant cette phase, le couple C3 du moteur thermique 3 est un couple résistant, et le régime du moteur 3 (O3 augmente progressivement jusqu'au régime de lancement
Quatrième phase S4 :
Le moteur thermique 3 est lancé et son couple développé C3 est amené à un niveau Cp assurant la poursuite de sa montée en régime, avec un couple C5 maintenu constant à sa valeur maximale Cmax.
Le couple Cn transmis par le premier embrayage 11 peut être amené à une valeur inférieure au couple atteint lors de la troisième phase afin de limiter les phénomènes vibratoires.
Dans cette phase, le deuxième embrayage 12 est maintenu ouvert.
Lors des troisième S3 et quatrième S4 phases, le régime (O5 de la machine électrique 5 décroît progressivement et atteint, à la fin de la phase 4, un niveau qui reste supérieur au régime de lancement 0>L .
Cinquième phase S5 : Au début de cette phase, le premier embrayage 11 est fermé de sorte qu'à partir du début de la phase 5, et jusqu'à la fin du procédé de démarrage, le régime GO5 reste égal au régime (O3.
Durant cette phase, les régimes (O3, (O5 augmentent coinjointement jusqu'à une valeur intermédiaire dite « de décollage » ωP supérieure au régime de consigne (O70.
Au cours de cette phase, le couple C3 du moteur thermique 3 C3, est par exemple amené à un niveau CP au début de la phase 4 et maintenu à ce niveau puis, est brusquement ramené au niveau de consigne C70.
Durant toute la phase S5, le couple C5 est maintenu à son niveau maximal Cmax.
Le but de cette phase est d'augmenter les régimes CÙ3 et ω5 pour atteindre un régime cible ωP déterminé permettant le décollage.
Ce régime cible ωP peut être fixe et préenregistré, par exemple sous forme d'une cartographie, ou calculé lors de la commande de démarrage en fonction de divers paramètres ou variables liés à l'état du moteur thermique 3.
Sixième phase Se :
Au début de cette phase, on amène le deuxième embrayage 12 en position fermée, et on diminue brusquement, par exemple à une valeur nulle, le couple C5 de la machine électrique 5, de sorte que les régimes (O5 et (O3 de la machine électrique 5 et du moteur thermique 3 décroissent ensemble jusqu'à la valeur de consigne (O70 en entrée de variateur. Septième phase S7 :
Cette phase correspond à un début de roulage en mode hybride et à la fin du procédé de démarrage du moteur thermique . Dans l'exemple représenté, durant cette phase S7, la machine électrique 5 fonctionne en générateur, et engendre un couple résistant (négatif) dans la chaîne de traction, le couple C3 du moteur thermique étant amené à un niveau supérieur à celui de la phase Se, afin de faire croître le régime en entrée de variateur.
Dans les deux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, on réalise le démarrage du moteur thermique en amenant la machine électrique à un régime élevé et en utilisant l'énergie cinétique du rotor ainsi emmagasinée, avant de lier mécaniquement le moteur thermique à la machine électrique .
Grâce à l'invention, la phase de démarrage du moteur thermique n'est pas prépondérante dans le dimensionnement de la machine électrique. Il devient ainsi possible d'utiliser, dans les chaînes de traction hybrides, des machines électriques ayant une puissance limitée aux besoins et aux performances requises dans les différentes phases de roulage .

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de démarrage d'un moteur thermique (3) d'une chaîne de traction hybride parallèle (1 ; 101) d'un véhicule automobile, ladite chaîne de traction (1 ; 101) comprenant ledit moteur thermique (3) , au moins une machine électrique (5), un organe de transmission (7) à rapport de vitesse variable, un premier embrayage (11) reliant le moteur thermique (3) à la machine électrique (5) , et un deuxième embrayage (12) reliant l'organe de transmission (7) à la machine électrique (5) ou au moteur thermique (3) , caractérisé en ce qu'il comporte les étapes successives consistant à : a) placer le premier embrayage (11) en position ouverte ; b) après positionnement du deuxième embrayage (12) en limite de glissement, alimenter la machine électrique (5) de façon à l'entraîner, selon un fonctionnement en mode moteur, à une vitesse conférant à son rotor une énergie cinétique supérieure à l'énergie nécessaire au lancement du moteur thermique (3) , et c) fermer le premier embrayage (11) de façon à transmettre, de la machine électrique (5) vers le moteur thermique (3) , une énergie au moins suffisante pour compenser le couple résistant de l'arbre-moteur du moteur thermique, et entraîner ce dernier à une vitesse de lancement .
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, durant l'étape b) on alimente la machine électrique (5) de façon qu'elle délivre son couple maximal (Cmax) .
3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, la chaîne de traction (1) étant telle que le deuxième embrayage (12) relie la machine électrique (5) à l'organe de transmission (7), le démarrage étant réalisé à partir d'un mode de roulage électrique pur, caractérisé en ce qu'on pilote le deuxième embrayage (12) pour répondre au moins partiellement à la demande du conducteur.
4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes, effectuées après lancement du moteur thermique (3) : d) amener le moteur thermique (3) à un régime supérieur au régime (GO7) , en entrée de l'organe de transmission (7), et supérieur ou égal à un régime minimal déterminé, et e) fermer le deuxième embrayage (12) .
5. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, la chaîne de traction (101) étant telle que le deuxième embrayage (12) relie le moteur thermique (3) à l'organe de transmission (7), le démarrage étant réalisé à partir d'une phase d'arrêt du véhicule, caractérisé en ce que préalablement à l'étape a), on augmente les régimes respectifs (GOs et GÛ3) de la machine électrique (5) et du moteur thermique (3), en entrée de l'organe de transmission (7), de manière à atteindre un régime déterminé (GOp) permettant le décollage du véhicule ; et en ce que après l'étape f) , on ferme le deuxième embrayage (12) .
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le régime (G0P) permettant le décollage du véhicule est déterminé à partir de valeurs fixes prédéterminées ou calculées lors de la commande de démarrage en fonction de divers paramètres ou variables liés à l'état du moteur thermique (3) .
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