EP3740667A1 - Procédé et système de démarrage à froid d'un moteur à combustion interne - Google Patents

Procédé et système de démarrage à froid d'un moteur à combustion interne

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Publication number
EP3740667A1
EP3740667A1 EP19700390.8A EP19700390A EP3740667A1 EP 3740667 A1 EP3740667 A1 EP 3740667A1 EP 19700390 A EP19700390 A EP 19700390A EP 3740667 A1 EP3740667 A1 EP 3740667A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
starter
alternator
combustion engine
internal combustion
voltage level
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19700390.8A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Gerard Saint-Leger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS filed Critical Renault SAS
Publication of EP3740667A1 publication Critical patent/EP3740667A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/006—Starting of engines by means of electric motors using a plurality of electric motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/04—Starting of engines by means of electric motors the motors being associated with current generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N15/00—Other power-operated starting apparatus; Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from groups F02N5/00 - F02N13/00
    • F02N15/02—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof
    • F02N15/08—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing being of friction type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00—Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/04—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the starter motor
    • F02N2200/043—Starter voltage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00—Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/12—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the vehicle exterior
    • F02N2200/122—Atmospheric temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2300/00—Control related aspects of engine starting
    • F02N2300/20—Control related aspects of engine starting characterised by the control method
    • F02N2300/2011—Control involving a delay; Control involving a waiting period before engine stop or engine start

Definitions

  • the invention relates to a method for cold starting an internal combustion engine comprising a step of activating a starter providing a torque applied to the engine of a vehicle, particularly a motor vehicle, to start it on. control of a user of the vehicle.
  • the invention also relates to a system comprising the above-mentioned starter and an alternator starter generally used to automatically restart the heat engine, following an automatic shutdown of sufficiently short duration so that the engine remains substantially at its nominal operating temperature.
  • the alternator starter operating at substantially nominal operating temperature of the internal combustion engine is very content to provide a much lower torque than that required for a cold start.
  • the starter and the alternator are used independently of each other, the first for voluntary cold starts and the second for automatic hot restart.
  • the starter is then usually dimensioned to provide a sufficient torque value to start the internal combustion engine for a given type of engine and for all the intended conditions of use of vehicles equipped with this type of engine.
  • engines requiring a high torque such as diesel engines or for vehicles driven to start in very cold weather
  • the processes and systems usually implemented require starters sized to values that have disadvantages in terms of cost, diversity and high weight.
  • the document FR28391 19 proposes to involve the cold start starter to support the alternator auto warm start restart, in case of detection of a bad start.
  • this document does not solve the technical problem posed by a dimensioning of the starter at high enough values to cold start the internal combustion engine in many conditions that may arise to a motor vehicle.
  • the document FR3003308 discloses a method which consists of activating a conventional starter and then switching to an electric machine motor mode as soon as a threshold speed of rotation for driving the heat engine is reached. The risk is not to switch to electric motor mode if the conventional starter is not powerful enough to reach the speed threshold.
  • the document FR2969220 discloses a motor unit which comprises a starter for the cold start of a heat engine and an alternator starter for the warm restart of the engine.
  • the starter is first activated then G alternator is activated after crossing a peak current call caused by the activation of the starter.
  • the method disclosed has the disadvantage of having to estimate that the current peak is crossed after the expiry of an arbitrarily preset delay or by a combination of several physics related to the states of the motor group.
  • the subject of the invention is a method for cold starting an internal combustion engine comprising a step of activating a starter providing a first pair, characterized in that that he understands: a step of activating an alternator starter providing a second torque so as to add the second torque to the first torque to start said internal combustion engine, and
  • a step of initialization of a criterion ensuring not to execute said step of activating G alternator before said starter activation step, said criterion comprising a starter supply voltage level previously measured in step of initialization.
  • the starting method comprises:
  • a step executed following the activation step of the starter consisting in triggering said posterior measurement step if a difference between the voltage level subsequently measured and the previously measured voltage level is lower in absolute value than a threshold voltage drop, and consisting in triggering said step of activating the alternator if said difference between the voltage level subsequently measured and the previously measured voltage level is greater in absolute value than the voltage drop threshold.
  • the starter is of the gear type.
  • the alindodemarteur is of the belt type.
  • said criterion comprises a timer positioned in initialization step.
  • the startup method then comprises:
  • said criterion comprises a starter supply voltage level previously measured in the initialization step.
  • the startup method then comprises:
  • a step executed following the activation step of the starter consisting of triggering said subsequent measurement step if a difference between the measured voltage level and the previously measured voltage level is lower in absolute value than a threshold of voltage drop, and consisting in triggering said step of activating the alternator if said difference between the voltage level subsequently measured and the previously measured voltage level is greater in absolute value than the voltage drop threshold.
  • the starter is powered by a first battery and the alternator is powered by a second battery separate from the first battery.
  • the starting method comprises a step of simultaneously deactivating the starter and the alternator / starter if the internal combustion engine has started.
  • the invention also relates to a cold starting system of an internal combustion engine comprising a starter adapted to provide a first pair and an alternator starter capable of providing a second pair, characterized in that it comprises an onboard computer arranged to implement the above startup method.
  • an implementation of the system allows the starter to be undersized to start the internal combustion engine alone at least in case of low outside temperature.
  • FIG. 1 shows a system for carrying out the invention
  • FIG. 2 shows a method according to the invention that can be implemented on the system of FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a variant of the system of Figure 1 system for implementing the invention.
  • FIG. 1 illustrates an internal combustion engine cold start system (not shown) comprising a starter 1 connected on one of its terminals to the ground of a vehicle, in particular of a motor vehicle, and on the another of its terminals to a battery 6, including a so-called servitude battery, to deliver a nominal DC voltage of 12V, so for example to fit the starter 1 to provide a first pair.
  • Starter 1 is a conventional starter usually used for every cold start.
  • the starter is for example of the gear type.
  • the starter 1 then has a rotor end which is engrained on the internal combustion engine to drive it in rotation so as to start cold, in other words when the engine has not yet reached its nominal operating temperature.
  • An on-board computer 5 controls the starter 1 by means of a relay command line 3, also known per se, especially when a user of the vehicle starts the combustion engine. internally by means of a button, a key or remotely by means of a telecommunication apparatus.
  • the system illustrated in FIG. 1 also comprises an alternator starter 2, connected on one of its terminals to the vehicle ground, and on the other of its terminals to the battery 6, so as to make it possible for the alternator starter 2 to get a second couple.
  • the alternator starter is for example belt type.
  • G alternator starter 2 then has a rotor end in permanent connection with the internal combustion engine, not excited to freewheel at a speed proportional to that of the motor, excited to the stator to provide via the rotor the second torque to the internal combustion engine, excited to the rotor to transmit via the stator to the battery 6 energy taken from the internal combustion engine after its start if necessary.
  • the second torque is generally intended to drive the internal combustion engine in rotation so as to restart it hot, in other words when the engine has already reached its nominal operating temperature, for example following a temporary stop at a crossroads or in a cork.
  • the on-board computer 5 G pilot starter 2 by means of a command line 4 of embedded network type, CAN, LIN or automotive Ethernet, also known per se, in particular for sending to the alernodemarteur 2 a set of excitation based a stopping or rolling mode determined by another computer or by another module of the onboard computer 5.
  • a command line 4 of embedded network type, CAN, LIN or automotive Ethernet, also known per se, in particular for sending to the alernodemarteur 2 a set of excitation based a stopping or rolling mode determined by another computer or by another module of the onboard computer 5.
  • the on-board computer 5 accommodates, or accesses in memory, a computer program comprising instructions that make it possible to implement the startup method set out below when the on-board computer 5 executes said computer program in real time.
  • the cold start method of an internal combustion engine illustrated in FIG. 2 from a start of sequence step 100 which references the sequence of method instructions among others within the calculator 5, comprises a standby step 101 which tests a cold start request signal from the user so as to loop back on itself in the absence of a cold start request (negative test response) and which directs the process to a step 103 in the case of a positive response validating a cold start request.
  • Step 103 is to activate the starter 1 so as to provide the first torque to be applied to the internal combustion engine.
  • a step 106 is to activate the alternator starter 2 to provide the second pair so as to add it to the first pair.
  • the sum of the two couples is used to start the internal combustion engine.
  • the second torque provided by the alternator 2 starter then simply relieves the starter 1 by allowing a faster start of the combustion engine internal.
  • the second torque provided by the alternator 2 starts then complete the first torque provided by the starter 1.
  • the starter 1 it is no longer necessary to size the starter 1 for a single start of the internal combustion engine, whatever the temperature and oil pressure conditions of the engine. lubrication. It becomes possible to undersize the starter 1 with respect to a use not benefiting from the process, to start the internal combustion engine, for example in case of low outside temperature. It suffices simply to size the starter 1 to provide a first torque which, added to the second torque provided by the alternator starter, can start the internal combustion engine whatever the conditions in which the vehicle may be, for which it is usually expected the starter.
  • a step 102 executed simultaneously or just before step 103 consists in initializing a criterion ensuring not to activate the alternator 2 in step 106 before activating the starter 1 in step 103, or in other words ensuring execution step 103 before, or at the latest simultaneously with, step 106 deterministically, regardless of conditions outside the system.
  • the criterion comprises a delay set in initialization step 102 at a sufficiently high value to overcome the communication and current establishment delays, and sufficiently low not to block the starter 1 with danger for too long. to grill the windings.
  • a value of the order of 10 ms gives a good order of magnitude of a satisfactory timing value.
  • a step 104 executed following the activation step 103 of the starter consists in triggering the step 106 of activating the alternator when said timer reaches its expiration period identifiable by a zero value, and to trigger a step 105 of decrementing the timer if the timer is at a non-zero value.
  • Step 105 loops back to step 104 for a new check of the decremented value of the timer.
  • the decrementation may correspond to a portion of the initial value and in this case several passages in the steps 104 and 105 will take place before triggering the step 106.
  • the decrementation may also correspond to the initial value, for example 10 ms for a program execution cycle time of 10 ms, and in this case a single pass in step 105 will take place before triggering step 106.
  • a binary variable set to 1 in step 102 and set to zero in step 105 provides the same effect.
  • step 102 of initialization it is possible to define another criterion which comprises a starter supply voltage level previously measured in step 102 of initialization, that is to say before the coupling of the starter 1 on the battery 6 does not drop the voltage due to the current consumed by the starter.
  • Step 104 executed following step 103 of activating the starter then consists in triggering step 106 of activating the starter.
  • the alternator starter if a difference between the voltage level 7 measurable after activation of the starter 1, and the voltage level 7 previously measured in step 102, is greater in absolute value than a threshold representative of a minimum voltage drop when the starter 1 is activated.
  • Step 104 triggers a step 105 of subsequent measurement of the voltage level, if a difference between the measured voltage level and the previously measured voltage level is lower in absolute value than the voltage drop threshold. This criterion appears more robust than the previous one because it is based on effective current consumption of the starter 1 to provide the first pair.
  • the measurement of the electrical voltage 7 across the battery in step 102 before executing step 103 has the advantage of intrinsically taking into account the general state of consumption of the electrical network and the state itself. battery 6 just before activating the starter. The measured voltage drop of the battery is then representative of that caused by the current draw on the starter, regardless of the state of other current consumers and the state of the battery itself. Moreover the voltage measurement 7 is not reserved for the only starting sequence of the heat engine, it is also usable to control the level of charge (SOC) the health level (SOH) of the battery 6.
  • SOC level of charge
  • SOH health level
  • a step 107 checks whether the internal combustion engine has started. In the case of a positive response, step 107 triggers a step 109 of simultaneously deactivating the starter and the alternator / starter. In the case of a negative response, step 107 triggers a step 108 of checking a maximum duration reached to avoid feeding power to the starter and the starter motor for too long without being able to start the internal combustion engine. In the case of a positive response, step 108 directly triggers step 109 of simultaneous deactivation of the starter and the alternator / starter. In the case of a negative response, step 108 loops back to step 107.
  • Figure 3 shows an arrangement different from that of Figure 1 to which the method described above remains applicable.
  • the starter 1 is powered by the battery 6 and controlled by the computer 5.
  • the alternator-starter 2 is now powered by a battery 8 different from the battery 6.
  • the battery 8 may be of identical voltage to that of the battery 6, for example 12 Y, or of different voltage, for example 48 V. Thus, the alternator starter 8 is not impacted by the voltage drop of the battery 6 caused by the activation of the starter 1.
  • Battery 8 and alternator starter 2 can be completely disconnected from battery 6 and starter 1.
  • the battery 8 may also be connectable to the battery 6 via a DC converter 10, for example of the DCDC type. It is then possible to provide a command 9 executed by the computer 5 in step 102 and / or in step 103 to circulate a controlled value current from the battery 8 to the battery 6, for example when the voltage measured in step 102 is deemed insufficient. to activate the starter satisfactorily. The current generated by the converter 10 is then added to the current delivered by the battery 6 to power the starter 1.

Landscapes

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Abstract

Le procédé de démarrage à froid d'un moteur à combustion interne comprend : - une étape (103) d' activation d'un démarreur procurant un premier couple, - une étape (106) d' activation d'un alternodémarreur procurant un deuxième couple de manière à ajouter le deuxième couple au premier couple pour démarrer ledit moteur à combustion interne, et - une étape (102) d' initialisation d'un critère comportant un niveau de tension d ' alimentation du démarreur préalablement mesuré pour assurer de ne pas activer l'alternodémarreur avant d' activer le démarreur.

Description

Procédé et système de démarrage à froid d’un moteur à combustion interne
L’invention concerne un procédé de démarrage à froid d’un moteur à combustion interne comprenant une étape d’activation d’un démarreur procurant un couple appliqué au moteur d’un véhicule, notamment d’un véhicule automobile, pour le faire démarrer sur commande d’un utilisateur du véhicule.
L’invention concerne aussi un système comprenant le démarreur ci-dessus cité et un alternodémarreur généralement utilisé pour redémarrer automatiquement le moteur thermique, à la suite d’un arrêt automatique de durée suffisamment courte pour que le moteur reste sensiblement à sa température de fonctionnement nominale. L’ alternodémarreur fonctionnant à température sensiblement nominale de marche du moteur à combustion interne, se contente très bien de fournir un couple nettement inférieur à celui qui est nécessaire à un démarrage à froid.
Généralement, le démarreur et l’alternodémarreur sont utilisés indépendamment l’un de l’autre, le premier pour les démarrages volontaires à froid et le second pour les redémarrages automatiques à chaud. Le démarreur est alors habituellement dimensionné pour procurer une valeur de couple suffisante à démarrer le moteur à combustion interne pour un type de moteur donné et pour toutes les conditions d’utilisations prévues des véhicules équipés de ce type de moteur. Pour des moteurs nécessitant un couple élevé tels que les moteurs diesels ou pour des véhicules amenés à démarrer par grand froid, les procédés et les systèmes habituellement mis en œuvre, nécessitent des démarreurs dimensionnés à des valeurs qui présentent des inconvénients en termes de coût, de diversité et de poids élevés. Dans l’état antérieur de la technique, le document FR28391 19 propose bien de faire intervenir le démarreur du démarrage à froid pour supporter l’alternodémarreur de redémarrage automatique à chaud, en cas de détection d’un mauvais démarrage. Cependant, ce document ne permet pas de répondre au problème technique posé par un dimensionnement du démarreur à des valeurs suffisamment élevées pour démarrer à froid le moteur à combustion interne dans de nombreuses conditions qui peuvent se présenter à un véhicule automobile.
Le document FR3003308 divulgue un procédé qui consiste à activer un démarreur classique puis à passer en mode moteur une machine électrique dès qu’un seuil de vitesse de rotation pour entraîner le moteur thermique est atteint. Le risque est de ne pas passer en mode moteur la machine électrique si le démarreur classique n’est pas suffisamment puissant pour atteindre le seuil de vitesse.
Le document FR2969220 divulgue un groupe moteur qui comporte un démarreur pour le démarrage à froid d’un moteur thermique et un alternodémarreur pour le redémarrage à chaud du moteur thermique. Pour le démarrage à froid du moteur thermique, le démarreur est d’abord activé puis G alternodémarreur est activé après le franchissement d’un pic d’appel de courant provoqué par l’activation du démarreur. La méthode divulguée a pour inconvénient de devoir estimer que le pic de courant est franchi après écoulement d’une temporisation préétablie arbitrairement ou par une combinaison de plusieurs physiques liées aux états du groupe moteur.
Pour remédier aux inconvénients de l’état antérieur de la technique, l’invention a pour objet un procédé de démarrage à froid d’un moteur à combustion interne comprenant une étape d’activation d’un démarreur procurant un premier couple, caractérisé en ce qu’il comprend : - une étape d’activation d’un alternodémarreur procurant un deuxième couple de manière à ajouter le deuxième couple au premier couple pour démarrer ledit moteur à combustion interne, et
- une étape d’initialisation d’un critère assurant de ne pas exécuter ladite étape d’activation de G alternodémarreur avant ladite étape d’activation du démarreur, ledit critère comportant un niveau de tension d’alimentation du démarreur préalablement mesuré en étape d’initialisation.
Particulièrement, le procédé de démarrage comprend :
- une étape de mesure postérieure dudit niveau de tension, et
- une étape exécutée à la suite de l’étape d’activation du démarreur, consistant à déclencher ladite étape de mesure postérieure si une différence entre le niveau de tension postérieurement mesuré et le niveau de tension préalablement mesuré est inférieur en valeur absolue à un seuil de chute de tension, et consistant à déclencher ladite étape d’activation de l’alternodémarreur si ladite différence entre le niveau de tension postérieurement mesuré et le niveau de tension préalablement mesuré est supérieur en valeur absolue au seuil de chute de tension.
Notamment, le démarreur est de type à engrenages.
Notamment aussi, l’alernodémarreur est de type à courroie.
Particulièrement, ledit critère comporte une temporisation positionnée en étape d’initialisation.
Plus particulièrement, le procédé de démarrage comprend alors :
- une étape de décrémentation de ladite temporisation, et
- une étape exécutée à la suite de l’étape d’activation du démarreur, consistant à déclencher ladite étape de décrémentation si ladite temporisation est à une valeur non nulle, et consistant à déclencher ladite étape d’activation de G alternodémarreur si ladite temporisation est à une valeur nulle. Particulièrement aussi, ledit critère comporte un niveau de tension d’alimentation du démarreur préalablement mesuré en étape d’initialisation.
Plus particulièrement, le procédé de démarrage comprend alors :
- une étape de mesure postérieure dudit niveau de tension, et
- une étape exécutée à la suite de l’étape d’activation du démarreur, consistant à déclencher ladite étape de mesure postérieure si une différence entre le niveau de tension mesuré et le niveau de tension préalablement mesuré est inférieur en valeur absolue à un seuil de chute de tension, et consistant à déclencher ladite étape d’activation de l’alternodémarreur si ladite différence entre le niveau de tension postérieurement mesuré et le niveau de tension préalablement mesuré est supérieur en valeur absolue au seuil de chute de tension.
Avantageusement, le démarreur est alimenté par une première batterie et l’alternodémarreur est alimenté par une deuxième batterie distincte de la première batterie.
De préférence, le procédé de démarrage comprend une étape de désactivation simultanée du démarreur et de l’alternodémarreur si le moteur à combustion interne a démarré.
L’invention a aussi pour obj et un système de démarrage à froid d’un moteur à combustion interne comprenant un démarreur apte à procurer un premier couple et un alternodémarreur apte à procurer un deuxième couple, caractérisé en ce qu’il comprend un calculateur embarqué agencé pour mettre en œuvre le procédé de démarrage ci- dessus exposé.
Avantageusement, une mise en œuvre du système permet au démarreur d’être sous dimensionné pour démarrer à lui seul le moteur à combustion interne au moins en cas de basse température extérieure. Avantageusement aussi, il devient possible d’alléger tant en termes de poids que de coût, un véhicule automobile comprenant le système de démarrage à froid ci-dessus exposé.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention seront mieux compris à la lecture de la description d’un mode de réalisation nullement limitatif, et illustré par les dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 montre un système permettant une mise en œuvre de l’invention ;
- la figure 2 montre un procédé conforme à l’invention pouvant être mis en œuvre sur le système de la figure 1 ;
- la figure 3 montre une variante du système de la figure 1 système permettant une mise en œuvre de l’invention.
La figure 1 illustre un système de démarrage à froid de moteur à combustion interne (non représenté) comprenant un démarreur 1 relié sur l’une de ses bornes à la masse d’un véhicule, notamment d’un véhicule automobile, et sur l’autre de ses bornes à une batterie 6, notamment une batterie dite de servitude, pour délivrer une tension continue nominale de 12V, de manière par exemple à rendre apte le démarreur 1 à procurer un premier couple. Le démarreur 1 est un démarreur classique habituellement utilisé pour chaque démarrage à froid. Le démarreur est par exemple de type à engrenage. De manière connue en soi par ailleurs, le démarreur 1 possède alors une extrémité de rotor qui vient s’engrainer sur le moteur à combustion interne pour l’entraîner en rotation de manière à le démarrer à froid, en d’autres termes lorsque le moteur n’a pas encore atteint sa température nominale de fonctionnement.
Un calculateur embarqué 5 pilote le démarreur 1 au moyen d’une ligne de commande à relais 3 , connue par ailleurs en soi, notamment lorsqu’un utilisateur du véhicule met en route le moteur à combustion interne localement au moyen d’un bouton, d’une clé ou à distance au moyen d’un appareil de télécommunication.
Le système illustré sur la figure 1 comprend aussi un alternodémarreur 2, relié sur l’une de ses bornes à la masse du véhicule, et sur l’autre de ses bornes à la batterie 6, de manière à rendre apte l’alternodémarreur 2 à procurer un deuxième couple. L’alternodémarreur est par exemple de type à courroie. De manière connue en soi par ailleurs, G alternodémarreur 2 possède alors une extrémité de rotor en liaison permanente avec le moteur à combustion interne, non excité pour tourner en roue libre à une vitesse proportionnelle à celle du moteur, excité au stator pour fournir via le rotor le deuxième couple au moteur à combustion interne, excité au rotor pour transmettre via le stator à la batterie 6 une énergie prélevée sur le moteur à combustion interne après son démarrage si besoin. Le deuxième couple est généralement prévu pour entraîner le moteur à combustion interne en rotation de manière à le redémarrer à chaud, en d’autres termes lorsque le moteur a déjà atteint sa température nominale de fonctionnement, par exemple à la suite d’un arrêt momentané à un carrefour ou dans un bouchon.
Le calculateur embarqué 5 pilote G alternodémarreur 2 au moyen d’une ligne de commande 4 de type réseau embarqué, CAN, LIN ou Ethernet automobile, connu par ailleurs en soi, notamment pour envoyer à l’alernodémarreur 2 une consigne d’excitation en fonction d’un mode d’arrêt ou de roulage déterminé par un autre calculateur ou par un autre module du calculateur embarqué 5.
Le calculateur embarqué 5 héberge, ou accède en mémoire à, un programme d’ordinateur comprenant des instructions qui permettent de mettre en œuvre le procédé de démarrage exposé ci-dessous lorsque le calculateur embarqué 5 exécute en temps réel ledit programme d’ordinateur. Le procédé de démarrage à froid d’un moteur à combustion interne illustré par la figure 2 à partir d’une étape de début de séquence 100 qui référence la séquence d’instructions du procédé parmi d’autres au sein du calculateur 5 , comprend une étape 101 de veille qui teste un signal de demande de démarrage à froid de la part de l’utilisateur de façon à reboucler sur elle-même en absence de demande de démarrage à froid (réponse négative au test) et qui aiguille le procédé vers une étape 103 en cas de réponse positive validant une demande de démarrage à froid.
L’étape 103 consiste à activer le démarreur 1 de manière à procurer le premier couple à appliquer au moteur à combustion interne.
Une étape 106 consiste à activer l’alternodémarreur 2 pour procurer le deuxième couple de manière à l’ajouter au premier couple. Ainsi la somme des deux couples est utilisée pour démarrer le moteur à combustion interne.
Si le véhicule est dans des conditions favorables à permettre un démarrage du moteur à combustion interne avec une application du seul premier couple, le deuxième couple procuré par l’alternodémarreur 2 soulage alors simplement le démarreur 1 en permettant un démarrage plus rapide du moteur à combustion interne.
Si le véhicule est dans des conditions défavorables à permettre un démarrage du moteur à combustion interne avec une application du seul premier couple, par exemple par grand froid ou lubrification insuffisante du moteur, le deuxième couple procuré par l’alternodémarreur 2 vient alors compléter le premier couple procuré par le démarreur 1 .
Ainsi il n’est plus nécessaire de dimensionner le démarreur 1 pour un démarrage à lui seul du moteur à combustion interne, quelques soient les conditions de température et de pression d’huile de lubrification. Il devient possible de sous dimensionner le démarreur 1 par rapport à un usage ne bénéficiant pas du procédé, pour démarrer le moteur à combustion interne, par exemple en cas de basse température extérieure. Il suffit simplement de dimensionner le démarreur 1 pour procurer un premier couple qui, ajouté au deuxième couple procuré par l’alternodémarreur, permet de démarrer le moteur à combustion interne quelques soient les conditions dans lesquelles peut se trouver le véhicule, pour lesquelles on prévoit habituellement le démarreur.
Il devient ainsi possible d’utiliser le même démarreur 1 pour des véhicules lourds ou à moteur diesel que pour des véhicules légers ou à moteur essence pour lesquels le premier couple suffit à lui seul au démarrage du moteur. On peut faire alors des économies d’échelle en termes d’approvisionnement.
Une étape 102 exécutée simultanément ou juste avant l’étape 103 consiste à initialiser un critère assurant de ne pas activer l’alternodémarreur 2 en étape 106 avant d’activer le démarreur 1 en étape 103 , ou en d’autres termes assurant d’exécuter l’étape 103 avant, ou au plus tard simultanément à, l’étape 106 de manière déterministe, indépendamment de conditions extérieures au système.
Par exemple, en cas de démarreur 1 de type à engrenages, on évite que l’alternodémarreur 2 ne commence à tenter de faire tourner le moteur à combustion interne avant l’engrainement du pignon du démarreur 1 .
Par exemple, en cas d’alternodémarreur de type à courroie, on évite d’amorcer un patinage de courroie résultant du deuxième couple qui ne suffirait pas à démarrer le moteur à combustion interne resté antérieurement trop longtemps à l’arrêt.
Différents critères peuvent être utilisés, seuls ou en combinaison. Par exemple le critère comporte une temporisation positionnée en étape 102 d’initialisation à une valeur suffisamment élevée pour surmonter les retards de communication et d’établissement des courants, et suffisamment basse pour ne pas bloquer trop longtemps à l’arrêt le démarreur 1 avec risque d’en griller les enroulements. Une valeur de l’ordre de 10 ms donne un bon ordre de grandeur d’une valeur de temporisation satisfaisante.
Une étape 104 exécutée à la suite de l’étape 103 d’activation du démarreur, consiste à déclencher l’étape 106 d’activation de l’alternodémarreur si ladite temporisation atteint sa période d’expiration identifiable par une valeur nulle, et à déclencher une étape 105 de décrémentation de la temporisation si la temporisation est à une valeur non nulle. L’étape 105 reboucle sur l’étape 104 pour une nouvelle vérification de la valeur décrémentée de la temporisation. La décrémentation peut correspondre à une portion de la valeur initiale et dans ce cas plusieurs passages dans les étapes 104 et 105 auront lieu avant de déclencher l’étape 106. La décrémentation peut aussi correspondre à la valeur initiale, par exemple de 10 ms pour un temps de cycle d’exécution du programme de 10 ms, et dans ce cas un seul passage dans l’étape 105 aura lieu avant de déclencher l’étape 106.
Dans ce dernier cas, une variable binaire mise à 1 en étape 102 et mise à zéro en étape 105 , procure le même effet.
De préférence, on peut définir un autre critère qui comporte un niveau de tension d’alimentation du démarreur préalablement mesuré en étape 102 d’initialisation, c’est-à-dire avant que le couplage du démarreur 1 sur la batterie 6 n’en fasse chuter la tension en raison du courant consommé par le démarreur.
L’étape 104 exécutée à la suite de l’étape 103 d’activation du démarreur, consiste alors à déclencher l’étape 106 d’activation de l’alternodémarreur si une différence entre le niveau de tension 7 mesurable postérieurement à l’activation du démarreur 1 , et le niveau de tension 7 préalablement mesuré en étape 102, est supérieure en valeur absolue à un seuil représentatif d’une chute de tension minimale lors de l’activation effective du démarreur 1 . L’étape 104 déclenche une étape 105 de mesure postérieure du niveau de tension, si une différence entre le niveau de tension mesuré et le niveau de tension préalablement mesuré est inférieur en valeur absolue au seuil de chute de tension. Ce critère apparaît plus robuste que le précédent car il est basé sur une consommation effective de courant du démarreur 1 pour procurer le premier couple.
Il est vrai qu’on pourrait envisager de mesurer directement le courant d’appel sur le démarreur, cependant ceci nécessiterait de mettre un capteur de courant sur le démarreur avec pour inconvénient d’engendrer des coûts supplémentaires liés au pris du capteur et à son câblage entre le démarreur et le calculateur. Il est vrai aussi que pour simplifier le câblage, on pourrait envisager de mesurer le courant consommé sur la batterie, cependant le courant consommé sur la batterie présente l’inconvénient de varier en fonction de divers états de marche d’autres consommateurs.
La mesure de la tension électrique 7 aux bornes de la batterie en étape 102 avant d’exécuter l’étape 103 , a pour avantage de tenir compte intrinsèquement de l’état de consommation général du réseau électrique et de l’état lui-même de la batterie 6 juste avant d’activer le démarreur. La chute de tension mesurée de la batterie est alors représentative de celle provoquée par l’appel de courant sur le démarreur, indépendamment de l’état d’autres consommateurs de courant et de l’état lui-même de la batterie. De plus la mesure de tension 7 n’est pas réservée à la seule séquence de démarrage du moteur thermique, elle est utilisable aussi pour contrôler le niveau de charge (SOC) le niveau de santé (SOH) de la batterie 6.
Il est possible aussi de combiner plusieurs des critères ci-dessus décrits, ou d’autres, dans chacune des étapes 102, 104 et 105 pour mieux sécuriser r enchaînement des étapes 103 et 106.
A la suite de l’étape 106, une étape 107 vérifie si le moteur à combustion interne a démarré. En cas de réponse positive, l’étape 107 déclenche une étape 109 de désactivation simultanée du démarreur et de l’alternodémarreur. En cas de réponse négative, l’étape 107 déclenche une étape 108 de vérification d’une durée maximale atteinte pour éviter d’alimenter trop longtemps en courant le démarreur et l’alternodémarreur sans pouvoir démarrer le moteur à combustion interne. En cas de réponse positive, l’étape 108 déclenche directement l’étape 109 de désactivation simultanée du démarreur et de l’alternodémarreur. En cas de réponse négative, l’étape 108 reboucle sur l’étape 107.
Ainsi il est possible d’alléger le véhicule automobile en l’équipant avec le système de démarrage à froid qui met en œuvre le procédé ci-dessus exposé, tant en termes de coût de fabrication que de poids et par conséquent de consommation énergétique.
La figure 3 montre un agencement différent de celui de la figure 1 auquel le procédé décrit ci-dessus reste applicable.
Comme sur la figure 1 , le démarreur 1 est alimenté par la batterie 6 et commandé par le calculateur 5. Différemment de la figure 1 , l’alternodémarreur 2 est maintenant alimenté par une batterie 8 différente de la batterie 6.
La batterie 8 peut être de tension identique à celle de la batterie 6, par exemple 12 Y, ou de tension différente, par exemple 48 V. Ainsi, l’alternodémarreur 8 n’est pas impacté par la chute de tension de la batterie 6 provoquée par l’activation du démarreur 1 .
La batterie 8 et l’alternodémarreur 2 peuvent être totalement déconnectés de la batterie 6 et du démarreur 1 .
La batterie 8 peut aussi être connectable à la batterie 6 via un convertisseur 10 de courant continu, par exemple de type DCDC. On peut alors prévoir une commande 9 exécutée par le calculateur 5 en étape 102 et/ou en étape 103 pour faire circuler un courant de valeur contrôlée de la batterie 8 vers la batterie 6, par exemple lorsque la tension mesurée en étape 102 est jugée insuffisante pour activer le démarreur de manière satisfaisante. Le courant généré par le convertisseur 10 vient alors s’ajouter au courant débité par la batterie 6 pour alimenter le démarreur 1 .

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de démarrage à froid d’un moteur à combustion interne comprenant une étape ( 103) d’activation d’un démarreur procurant un premier couple, caractérisé en ce qu’il comprend :
- une étape ( 106) d’activation d’un alternodémarreur procurant un deuxième couple de manière à ajouter le deuxième couple au premier couple pour démarrer ledit moteur à combustion interne, et
- une étape ( 102) d’initialisation d’un critère assurant de ne pas activer l’alternodémarreur avant d’activer le démarreur, ledit critère comportant un niveau de tension d’alimentation du démarreur préalablement mesuré en étape ( 102) d’initialisation.
2. Procédé de démarrage selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu’il comprend :
- une étape ( 105) de mesure postérieure dudit niveau de tension, et
- une étape ( 104) exécutée à la suite de l’étape ( 103) d’activation du démarreur, consistant à déclencher ladite étape ( 105) de mesure postérieure si une différence entre le niveau de tension postérieurement mesuré et le niveau de tension préalablement mesuré est inférieur en valeur absolue à un seuil de chute de tension, et consistant à déclencher ladite étape ( 106) d’activation de G alternodémarreur si ladite différence entre le niveau de tension postérieurement mesuré et le niveau de tension préalablement mesuré est supérieur en valeur absolue au seuil de chute de tension.
3. Procédé de démarrage selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le démarreur est de type à engrenages.
4. Procédé de démarrage selon l’une des revendications 1 à 3 , caractérisé en ce que l’alernodémarreur est de type à courroie.
5. Procédé de démarrage selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit critère comporte aussi une temporisation positionnée en étape (102) d’initialisation.
6. Procédé de démarrage selon la revendication 5 , caractérisé en ce que :
- ladite temporisation est décrémentée en étape ( 105) de mesure postérieure, et
- l’étape ( 104) exécutée à la suite de l’étape ( 103) d’activation du démarreur, consiste aussi à déclencher ladite étape ( 105) de décrémentation si ladite temporisation est à une valeur non nulle, et consistant à déclencher ladite étape ( 106) d’activation de l’alternodémarreur si ladite temporisation est à une valeur nulle.
7. Procédé de démarrage selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le démarreur est alimenté par une première batterie (6) et en ce que l’alternodémarreur est alimenté par une deuxième batterie (8) distincte de la première batterie (6).
8. Procédé de démarrage selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’il comprend une étape ( 109) de désactivation simultanée du démarreur et de l’alternodémarreur si le moteur à combustion interne a démarré.
9. Système de démarrage à froid d’un moteur à combustion interne comprenant un démarreur ( 1 ) apte à procurer un premier couple et un alternodémarreur (2) apte à procurer un deuxième couple, caractérisé en ce qu’il comprend un calculateur embarqué (5) agencé pour mettre en œuvre le procédé de démarrage selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.
10. Système de démarrage à froid selon la revendication 9, caractérisé en ce que le démarreur ( 1 ) est sous dimensionné pour démarrer le moteur à combustion interne au moins en cas de basse température extérieure.
1 1 . Véhicule automobile caractérisé en ce qu’il comprend un système de démarrage à froid selon l’une des revendications 9 ou 10.
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