FR2970927A1 - Procede de protection d'un embrayage de vehicule et vehicule associe - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne essentiellement un procédé technique pour protéger l'embrayage d'un véhicule de type 4x4 hybride comprenant un moteur thermique (5) qui assure la traction d'un des trains (2) du véhicule et une machine électrique (11) qui assure la traction de l'autre train (3). Le procédé de l'invention permet de rediriger une partie du couple du moteur thermique (5) sur la machine électrique (11) lorsque la température de l'embrayage (6) est trop importante.

Description

PROCEDE DE PROTECTION D'UN EMBRAYAGE DE VEHICULE ET VEHICULE ASSOCIE [01] DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION s [02] L'invention concerne un procédé de protection d'embrayage de véhicule hybride ainsi que le véhicule associé. L'invention a notamment pour but de prévenir l'élévation de température de l'embrayage du bloc moteur thermique lorsque le véhicule est en situation de roulage à faible vitesse. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le Io domaine des véhicules hybrides à quatre roues motrices de type 4x4. [3] ETAT DE LA TECHNIQUE [4] On connaît des véhicules hybrides comportant une chaîne de traction formée par un moteur thermique, une boîte de vitesses reliée à un des trains du véhicule, et un embrayage relié d'une part au moteur thermique ls et d'autre part à la boîte de vitesses. Ce moteur peut être associé mécaniquement à une machine électrique avant. Cette machine électrique de type alterno/démarreur permet notamment de recharger les batteries du véhicule et démarrer le moteur thermique. Dans certaines situations de vie, cette machine peut même participer à la traction du véhicule. 20 [05] Ces véhicules comportent également une machine électrique assurant la traction du train arrière via un réducteur et un dispositif d'accouplement par exemple de type crabot. Par opposition aux véhicules 4x4 traditionnels, la traction du train avant et la traction du train arrière sont indépendantes mécaniquement l'une de l'autre. 25 [06] Généralement sur les véhicules 4X4 traditionnels, pour permettre de progresser à très basse vitesse (4km/h) sans endommager l'embrayage, il est nécessaire d'ajouter un rapport très court de première. [7] OBJET DE L'INVENTION [8] L'invention vise à économiser la démultiplication courte 30 supplémentaire sur un véhicule hybride. [9] De plus, ce procédé permet également d'augmenter la durée de vie de l'embrayage. [10] A cet effet, l'invention concerne un procédé de protection d'un embrayage d'un véhicule hybride comprenant : s - une chaîne de traction formée par un moteur thermique, une boîte de vitesses reliée à un des trains du véhicule, et un embrayage relié d'une part au moteur thermique et d'autre part à la boîte de vitesses, - une machine électrique destinée à assurer la traction de l'autre train du véhicule, Io - le couple demandé par le conducteur étant réparti initialement entre le moteur thermique et la machine électrique suivant une première répartition de couple, caractérisé en ce que - lorsque la température de l'embrayage devient supérieure à un seuil, une ls partie du couple du moteur thermique est transférée vers la machine électrique suivant une deuxième répartition de couple. [13] Selon une mise en oeuvre, dans la première et la deuxième répartition de couple, la somme des couples appliqués par le moteur thermique et la machine électrique sur les trains avant et arrière reste 20 constante et suit le couple demandé par l'utilisateur. [14] La vitesse du véhicule, dépendant à la fois du couple de l'essieu avant et du couple de l'essieu arrière, reste donc constante entre les répartitions initiale et finale mais aussi pour toutes les répartitions intermédiaires. 25 [013] Selon une mise en oeuvre, dans la deuxième répartition de couple, on définit une valeur maximale de couple de la machine électrique à ne pas dépasser. Cette valeur maximale de couple de la machine électrique peut être fixée à 600/0 du couple appliqué par le moteur thermique dans la première répartition de couple. 30 [014] Selon une mise en oeuvre, le seuil de température est de l'ordre de 150 degrés. [15] Selon une mise en oeuvre, le procédé peut par exemple être mis en place pour la progression à très basse vitesse «7km/h). [16] Selon une mise en oeuvre, le procédé peut par exemple être mis en place pour améliorer la durée de vie de l'embrayage. s [017] Selon une mise en oeuvre, le procédé peut par exemple être mis en place pour économiser une démultiplication courte nécessaire pour les 4x4 uniquement thermique afin d'assurer la progression à très basse vitesse «7km/h). [018] BREVE DESCRIPTION DES FIGURES io [019] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. Elles montrent : [20] Figure 1 : une représentation schématique d'un véhicule hybride 15 mettant en oeuvre l'invention ; [21] Figure 2 : une représentation schématique des différentes étapes du procédé selon l'invention permettant d'obtenir la modification de la répartition du couple moteur en fonction de la température de l'embrayage ; [22] Figure 3: un diagramme temporel montrant l'évolution de la 20 température, du régime et de la répartition du couple entre le train avant et le train arrière du véhicule de la Figure 1; [23] Figure 4: des représentations graphiques, pour différentes répartitions de couple, du temps de fonctionnement possible de l'embrayage avant que celui-ci ne devienne dangereusement chaud en fonction de la 25 vitesse du véhicule. [24] Les éléments identiques, similaires ou analogues, conservent les mêmes références d'une Figure à l'autre. [25] DESCRIPTION D'EXEMPLES DE REALISATION DE L'INVENTION [26] La Figure 1 montre un véhicule 1 hybride sur lequel l'invention peut être utilisée comportant un train avant 2 et un train arrière 3 indépendants mécaniquement l'un de l'autre. [27] Un groupe moto-propulseur 4 classique assure la traction du train s avant 2 du véhicule. Plus précisément, ce groupe 4 comporte un moteur 5 thermique en relation avec une boîte de vitesses manuelle 7 pilotée par l'intermédiaire d'un embrayage 6 classique par exemple un embrayage à garniture sec ou humide. Cette boîte de vitesses 7 est reliée au train avant 2 par l'intermédiaire d'une descente de pont (non représentée). En variante, le Io groupe 4 moto-propulseur pourrait comporter une boîte de vitesses 7 automatique. [28] Par ailleurs, une machine électrique 8 est associée mécaniquement au moteur 5 thermique. Cette machine 8 assure la recharge des batteries du véhicule, le démarrage du moteur 5 et s'il y a lieu la traction ls du train avant 2 en fournissant du couple (mode boost). [29] Un starter 9 est utilisé pour démarrer le moteur 5 en cas de températures très basses dans le cas où la machine avant 8 n'est pas capable d'assurer cette fonction. Si besoin, un système de climatisation 10 est relié mécaniquement au moteur 5 et à la machine avant 8. 20 [030] En outre, une machine électrique 11 assure la traction du train arrière 3 du véhicule. A cet effet, la machine 11 est reliée au train arrière 3 par l'intermédiaire d'un embrayage 12 et d'un ensemble 13 de démultiplication. Cet embrayage 12 prend par exemple la forme d'un crabot, tandis que l'ensemble 13 de démultiplication est à rapport unique, même s'il 25 pourrait en variante présenter plusieurs rapports. [031] Les deux machines 8 et 11 sont reliées entre elles par l'intermédiaire d'un réseau électrique. Plus précisément, les machines 8 et 11 sont reliées à une batterie 14 haute tension par l'intermédiaire d'un onduleur 15 capable de hacher la tension continue de la batterie 14 pour 30 alimenter les machines 8 et 11 électriques lorsque ces dernières fonctionnent en mode moteur. Lorsque ces machines électriques 8 et 11 fonctionnent en mode générateur pour recharger la batterie 14, l'onduleur 15 est capable de transformer la tension alternative produite par les machines 8 et 11 en tension continue appliquée sur les bornes de la batterie 14. [32] La batterie 14 est connectée à un convertisseur 16 continu/continu qui transforme la tension continue haute tension de la batterie 14 en une s tension acceptable par le starter 9 et par une batterie 17 basse tension connectée au réseau 18 de bord du véhicule. [33] De préférence, le véhicule 1 est équipé d'un système 19 de régulation de freinage classique de type ESP ou ABS permettant de gérer les efforts de freinage en cas de freinage d'urgence, afin d'assurer le contrôle de io la trajectoire du véhicule et/ou d'éviter le blocage des roues. [34] La Figure 2 montre schématiquement la répartition du couple demandé par l'utilisateur 22 entre le moteur thermique 5 et la machine électrique 11 en fonction de la température de l'embrayage 6. [35] Ce schéma est divisé en deux parties distinctes : la partie 20 qui ls représente la partie de commande entourée de traits discontinus et la partie 21 qui représente la partie opérative du véhicule 1. [36] La flèche 22 indique le couple commandé par l'utilisateur qui impose à un module 23 de répartition de couple de répartir le couple sur les trains avant 2 et arrière 3. 20 [037] Ce module 23 envoie la consigne 24 du régime moteur vers le moteur thermique 5. Le module 23 envoie également la consigne 26 du couple de l'embrayage 6. [38] Un module 30 estime la température 25 de l'embrayage 6 à partir de la mesure 28 du régime moteur et de la mesure 29 du couple de 25 l'embrayage 6. Cette température 25 est transmise au module 23 qui répartit le couple entre les deux trains de traction de manière optimale. [39] A cet effet, lorsque la température de l'embrayage dépasse un seuil, le module 23 de répartition impose une consigne 27 de couple sur le moteur électrique 11 qui fournit un couple C2 au véhicule 1. Il est alors possible de diminuer le couple Cl fourni par le moteur thermique 5, ce qui permet de limiter l'échauffement de l'embrayage 6. [40] On note par ailleurs que la vitesse 34 du véhicule 1 est prise en compte par la partie opérative 20 dans le calcul de répartition des couples Cl s et C2. [41] La Figure 3 montre, en fonction du temps, la répartition des couples Cl et C2, les variations de la température de l'embrayage, et les variations du régime du moteur thermique. [42] Dans une première phase P1, la température T de l'embrayage 6 io augmente puisque le véhicule utilise uniquement le couple Cl du moteur thermique 5 pour satisfaire à la commande de l'utilisateur 22. Le couple C2 de la machine électrique 11 est ainsi nul. [43] A l'instant t1, le module 30 détecte une température T élevée de l'embrayage 6, c'est-à-dire une température supérieure à un seuil par ls exemple de l'ordre de 150 degrés. Cela change la répartition des couples Cl et C2, une partie du couple thermique Cl étant transférée à la machine électrique 11. L'écart entre le régime R du moteur thermique 5 et la vitesse 34 du véhicule diminue. On note que la somme des couples Cl et C2 reste constante et égale au couple demandé par l'utilisateur 22 sur les phases P1, 20 P2 et P3. Dans la phase P2, on voit clairement que le couple Cl a tendance à diminuer de manière linéaire tandis que le couple C2 augmente pour compenser cette diminution de couple. Dans la phase P2, la zone hachurée représente le gain en température réalisé sur l'embrayage 6 par l'invention. [44] A l'instante t2, la machine électrique 11 atteint une limite de charge 25 qui bloque la montée du couple C2 mais également du couple Cl puisque leur somme est constante. La zone hachurée de la troisième phase P3 représentant le gain en température est de plus en plus importante au cours du temps ce qui atteste de l'efficacité 35 de l'invention. L'écart entre le régime R du moteur thermique 5 et la vitesse 34 du véhicule reste constant 30 dans cette phase P3. [45] La Figure 4 révèle l'intérêt de l'invention en termes de gain de temps avant que l'embrayage 6 ne chauffe. Pour cet exemple pratique la température limite de chauffe est mesurée à 250 degrés. Des expériences ont été menées pour différentes vitesses 34 du véhicule 1. Pour chaque s vitesses, le temps avant que l'embrayage 6 ne chauffe a été reporté. Ces expériences ont été réalisées pour différentes répartitions du couple. La courbe 36 a été obtenue lorsque 300/0 du couple 22 est appliqué sur le moteur thermique 5. La courbe 37 a été obtenue lorsque 400/0 du couple 22 est appliqué sur le io moteur thermique 5. La courbe 38 a été obtenue lorsque 500/0 du couple 22 est appliqué sur le moteur thermique 5. La courbe 39 a été obtenue lorsque 600/0 du couple 22 est appliqué sur le moteur thermique 5. ls La courbe 40 a été obtenue lorsque 700/0 du couple 22 est appliqué sur le moteur thermique 5. La courbe 41 a été obtenue lorsque 800/0 du couple 22 est appliqué sur le moteur thermique 5. La courbe 42 a été obtenue lorsque 900/0 du couple 22 est appliqué sur le 20 moteur thermique 5. La courbe 43 a été obtenue lorsque 1000/0 du couple 22 est appliqué sur le moteur thermique 5. [46] Ces courbes révèlent que plus la vitesse de déplacement du véhicule est réduite plus le temps avant que l'embrayage 6 ne chauffe est 25 réduit. Il est cependant possible d'améliorer ce délai en répartissant une partie du couple Cl du moteur thermique 5 vers la machine électrique 11. Dans tout ces cas pratiques, plus le pourcentage du couple Cl est réparti sur la machine électrique 11 plus le temps avant que l'embrayage 6 ne chauffe est important.

Claims (8)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de protection d'un embrayage (6) d'un véhicule hybride comprenant : s - une chaîne de traction (4) formée par un moteur thermique (5), une boîte de vitesses (7) reliée à un des trains du véhicule, et un embrayage (6) relié d'une part au moteur thermique (5) et d'autre part à la boîte de vitesses, - une machine électrique (11) destinée à assurer la traction de l'autre train du véhicule, Io - le couple (22) demandé par le conducteur étant réparti initialement entre le moteur thermique (5) et la machine électrique (11) suivant une première répartition de couple, caractérisé en ce que - lorsque la température de l'embrayage (6) devient supérieure à un ls seuil, une partie du couple du moteur thermique (5) est transférée vers la machine électrique (11) suivant une deuxième répartition de couple.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans la première et la deuxième répartition de couple, la somme des couples 20 appliqués par le moteur thermique (5) et la machine électrique (11) sur les trains avant (2) et arrière (3) reste constante et suit le couple (22) demandé par l'utilisateur.
  3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que dans 25 la deuxième répartition de couple, on définit une valeur maximale de couple de la machine électrique (11) à ne pas dépasser.
  4. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la valeur maximale de couple de la machine électrique vaut 600/0 du couple appliqué 30 par le moteur thermique dans la première répartition de couple.
  5. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le seuil de température est de l'ordre de 150 degrés. 35
  6. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il sest mis en oeuvre pour la progression à très basse vitesse.
  7. 7. Procédé selon la revendication 6; caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre lorsque la vitesse du véhicule est inférieure à 7km/h.
  8. 8. Véhicule mettant en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 7.
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