FR2988440A1 - Procede de demarrage de moteur, en particulier d'un moteur de vehicule automobile - Google Patents

Procede de demarrage de moteur, en particulier d'un moteur de vehicule automobile Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un procédé de démarrage de moteur pour un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, lequel procédé comprend les étapes consistant à : a. augmenter le couple de la machine électrique, b. augmenter le régime de la machine électrique et régler un patinage au niveau d'au moins un embrayage de la transmission située en aval, c. embrayer l'embrayage séparateur jusqu'à un couple entre le couple de réserve du moteur électrique et le couple maximal transmissible, d. réduire le couple transmissible de l'embrayage séparateur lorsque le régime du moteur à combustion interne a atteint au moins essentiellement le régime d'allumage, e. mettre fin au patinage de l'au moins un embrayage de la transmission située en aval, f. mettre fin à l'augmentation du couple du moteur électrique.

Description

- 1 - DESCRIPTION L'invention concerne un procédé de démarrage de moteur, en particulier pour un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne et au moins un moteur électrique en tant que moteur d'entraînement, le moteur à combustion 5 interne et le moteur électrique étant disposés sur un arbre commun, le moteur à combustion interne et/ou le moteur électrique pouvant appliquer un couple à une transmission située en aval dans la chaîne cinématique et un embrayage séparateur étant prévu entre le moteur à combustion interne et le moteur électrique. L'invention se rapporte également à un véhicule 10 automobile pour mettre en oeuvre un procédé de démarrage de moteur. Les véhicules automobiles comprenant un moteur à combustion interne et un moteur électrique sont connus d'après l'état de la technique et sont également appelés véhicules hybrides. Si le moteur à combustion interne et le moteur électrique sont disposés sur un arbre, cet agencement 15 est également qualifié d'hybride parallèle. Le véhicule automobile peut en l'occurrence être entraîné soit seulement par le moteur à combustion interne, soit seulement par le moteur électrique ou encore simultanément par le moteur à combustion interne et le moteur électrique. À cet effet, le moteur à combustion interne peut être relié 20 au moteur électrique au moyen d'un embrayage, une transmission pouvant alors être reliée au moteur électrique en aval de celui-ci dans le flux de couple et la chaîne cinématique pouvant être reliée à la transmission en aval de celle-ci. Lorsque le moteur à combustion interne est coupé, l'embrayage entre le moteur à combustion interne et la machine électrique est débrayé, 25 de telle sorte qu'il n'y ait aucune liaison transmettant des forces entre le moteur à combustion interne et le moteur électrique. Dans cette situation de fonctionnement le moteur électrique entraîne à lui seul le véhicule. Si le moteur à combustion interne doit alors être démarré, l'embrayage doit être embrayé, afin que le moteur à combustion interne 30 puisse être entraîné à un régime de démarrage à partir duquel il peut démarrer automatiquement. En l'occurrence, ceci a cependant pour conséquence une secousse désagréable pour les occupants du véhicule, car le couple qui est disponible pour la propulsion du véhicule avant le démarrage du moteur à combustion interne en est soudainement dérivé pour - 2 - l'entraînement du moteur à combustion interne en vue de démarrer ce dernier et n'est plus disponible pour la propulsion. Il est également connu d'après le document DE 10 2008 040 662 Al de laisser un couple d'embrayage augmenter linéairement, de le maintenir à un plateau en fonction du temps et de le laisser ensuite augmenter linéairement davantage à nouveau. Ceci permet de pouvoir déterminer le couple initial de démarrage du moteur à combustion interne, car il change lors du fonctionnement du moteur. Cette procédure se traduit cependant par une étape de procédé qui ralentit fondamentalement le démarrage du moteur et qui est également perçue comme plutôt désagréable. L'application de puissance de frottement dans l'embrayage est ainsi également augmentée, de sorte que cette procédure n'est également pas recommandée en raison de considérations d'ordre thermique.
L'objectif de l'invention est de fournir un procédé de démarrage de moteur pour un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne et au moins un moteur électrique en tant que moteur d'entraînement, qui permet un démarrage rapide et toutefois confortable du moteur à combustion interne et qui provoque une faible application de puissance de frottement dans l'embrayage séparateur. L'objectif de l'invention est aussi de fournir un véhicule automobile qui permet un démarrage rapide et toutefois confortable du moteur à combustion interne et qui, en l'occurrence, applique cependant une faible puissance de frottement dans l'embrayage séparateur. Pour ce qui est du procédé, cet objectif est atteint grâce aux caractéristiques, selon laquelle un procédé de démarrage de moteur pour un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne et au moins un moteur électrique en tant que moteur d'entraînement est fourni, le moteur à combustion interne et le moteur électrique étant disposés sur un arbre commun, le moteur à combustion interne et/ou le moteur électrique pouvant appliquer un couple à une transmission située en aval dans la chaîne cinématique et un embrayage séparateur étant prévu entre le moteur à combustion interne et le moteur électrique, lequel procédé comprend les étapes consistant à : a. augmenter le couple de la machine électrique, - 3 - b. augmenter le régime de la machine électrique et régler un patinage au niveau d'au moins un embrayage de la transmission située en aval, c. embrayer l'embrayage séparateur jusqu'à un couple entre le 5 couple de réserve du moteur électrique et le couple maximal transmissible, d. réduire le couple transmissible de l'embrayage séparateur lorsque le régime du moteur à combustion interne a atteint au moins essentiellement le régime d'allumage, e. mettre fin au patinage de l'au moins un embrayage de la 10 transmission située en aval, f. mettre fin à l'augmentation du couple du moteur électrique. Ceci provoque une faible application de puissance de frottement parce que l'opération de démarrage s'effectue relativement rapidement, par comparaison avec l'état de la technique, et utilise 15 l'augmentation du régime du moteur électrique afin d'accélérer le moteur à combustion interne jusqu'à un régime qui se rapproche du régime d'allumage ou correspond à ce dernier. Il est en l'occurrence également avantageux que l'augmentation du régime de la machine électrique s'effectue dans une mesure telle que 20 l'énergie cinétique ainsi accumulée soit suffisante pour augmenter un régime du moteur à combustion interne, de préférence jusqu'à une valeur de régime au moins proche du régime d'allumage du moteur à combustion interne. Lorsque le régime d'allumage est au moins essentiellement atteint, l'embrayage séparateur est à nouveau débrayé et le couple transmissible par 25 l'embrayage séparateur est réduit. En l'occurrence, il est en outre approprié que le fait d'embrayer et/ou de débrayer l'embrayage séparateur s'effectue avec modulation du couple, de telle sorte qu'il s'effectue de manière commandée en plusieurs phases. La commande s'effectue avantageusement d'une manière graduelle 30 au cours des phases. Il est en l'occurrence avantageux que le couple transmissible par l'embrayage séparateur commandé lors d'une première phase soit essentiellement supérieur au couple de réserve du moteur électrique, de préférence corresponde au moins au double du couple de réserve. Il peut en 35 l'occurrence aussi être avantageux que le couple transmissible soit également plus grand lors de la première phase. Il est particulièrement avantageux que le couple transmissible atteigne une valeur qui mène à une 2 9 88440 - 4 - réduction rapide du régime du moteur électrique. Lors de la deuxième phase, il est approprié qu'un couple transmissible soit commandé, lequel correspond au moins essentiellement au couple de réserve du moteur électrique et est ainsi réduit. Le couple transmissible commandé lors de la deuxième phase peut être encore plus faible, voire nul. Il est en l'occurrence approprié que le couple transmissible commandé lors d'une deuxième phase soit réduit par rapport au couple commandé lors de la première phase. Il est également avantageux que le couple transmissible soit 10 réduit jusqu'à la valeur du couple de réserve ou jusqu'à zéro. Il est avantageux que le couple transmissible commandé lors d'une deuxième phase soit réduit par rapport au couple commandé lors de la première phase. De manière avantageuse, il est réduit jusqu'à une valeur approximativement égale au couple de réserve. Il est en l'occurrence 15 avantageux que la durée de la commande soit d'un ordre de grandeur d'environ 50 ms à 100 ms, de sorte qu'un démarrage rapide du moteur ait lieu et qu'il n'y ait qu'une courte durée de frottement. La durée des phases se situe alors dans une plage temporelle d'environ 20 ms à 50 ms. Il est également approprié que le couple transmissible soit le 20 couple maximal Il est de même avantageux que la durée de frottement de l'embrayage séparateur se situe dans la plage de moins de 50 ms jusqu'à environ 100 ms à 150 ms. Pour ce qui est du véhicule automobile, ce dernier est 25 caractérisé en ce qu'il comprend un moteur à combustion interne et comprend au moins un moteur électrique en tant que moteur d'entraînement, le moteur à combustion interne et le moteur électrique étant disposés sur un arbre commun, un couple pouvant être appliqué, au moyen du moteur à combustion interne et/ou du moteur électrique, à une 30 transmission située en aval dans la chaîne cinématique et un embrayage séparateur étant prévu entre le moteur à combustion interne et le moteur électrique, pour mettre en oeuvre un procédé de démarrage de moteur selon l'invention. Il est en l'occurrence approprié qu'un amortisseur soit en outre 35 disposé entre le moteur à combustion interne et le moteur électrique ou après le moteur électrique. - 5 - Il est également avantageux que la transmission soit une transmission à embrayage double dotée de deux embrayages. D'autres modes de réalisation avantageux sont décrits grâce à la description des figures ci-après.
L'invention est expliquée plus en détails dans ce qui suit, sur la base d'au moins un exemple de réalisation à l'aide des dessins dans lesquels : la figure 1 illustre une vue schématique d'un véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne et un moteur 10 électrique, la figure 2 illustre une vue schématique d'un véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne et un moteur électrique, la figure 3 illustre un diagramme de représentation de couples 15 en fonction du temps et un diagramme de représentation de régimes en fonction du temps, la figure 4 illustre un diagramme de représentation de couples en fonction du temps et un diagramme de représentation de régimes en fonction du temps et 20 la figure 5 illustre un schéma fonctionnel de représentation d'un déroulement d'un procédé selon l'invention. La figure 1 illustre une vue schématique d'un véhicule automobile 1 comprenant un moteur à combustion interne 2 et un moteur électrique 3. En l'occurrence, le moteur à combustion interne 2 et le moteur 25 électrique 3 sont disposés sur un arbre commun 4, ce qui signifie que la sortie 5 du moteur à combustion interne 2 et la sortie 6 du moteur électrique 3 transmettent au même arbre 4. Un amortisseur 8 est prévu entre le moteur à combustion interne 2 et l'embrayage séparateur 7, c'est-à-dire entre le moteur à 30 combustion interne 2 et le moteur électrique 3, lequel amortisseur peut par exemple être réalisé sous forme de volant d'inertie à deux masses. L'embrayage séparateur 7 peut relier, avec transmission de couple, l'arbre de sortie du moteur à combustion interne 2 à l'arbre de sortie 6 du moteur électrique 3. À l'état débrayé, l'embrayage 7 est ouvert et ne 35 transmet aucun couple du moteur à combustion interne 2 à l'arbre 4. Le couple transmissible par l'embrayage peut en l'occurrence être modulé de manière commandée. Grâce à cette modulation du couple transmissible, par - 6 - exemple grâce à une commande d'une pression de contact d'un disque d'embrayage dans l'embrayage entre le plateau de pression et le carter d'embrayage, un patinage ou un couple transmissible peut être réglé de manière ciblée.
Une transmission à embrayage double 9, comprenant deux embrayages 10, 11 et la transmission associée 12, est située en aval du moteur électrique 3 dans le flux de couple, laquelle transmission à embrayage double n'étant représentée que de manière schématique. En aval de cette dernière est située une autre chaîne cinématique 13 comprenant un différentiel 14 et des essieux 15 ainsi que des roues entraînées 16. La figure 2 illustre une vue schématique d'une variante de représentation d'un véhicule automobile 101 comprenant un moteur à combustion interne 102 et un moteur électrique 103. En l'occurrence, le moteur à combustion interne 102 et le moteur électrique 103 sont ici aussi disposés sur un arbre commun 104, ce qui signifie que la sortie 105 du moteur à combustion interne 102 et la sortie 106 du moteur électrique 103 transmettent au même arbre 104. Un embrayage séparateur 107 est disposé en aval du moteur à combustion interne 102. Un amortisseur 108 est situé en aval du moteur 20 électrique 103, lequel amortisseur peut par exemple être réalisé sous forme de volant d'inertie à deux masses. L'embrayage séparateur 107 peut relier, avec transmission de couple, l'arbre de sortie du moteur à combustion interne 102 à la sortie 106 du moteur électrique 103. À l'état débrayé, l'embrayage 107 est également 25 ouvert et ne transmet aucun couple du moteur à combustion interne 102 à l'arbre 104. Le couple transmissible par l'embrayage 107 peut en l'occurrence, encore une fois, être modulé de manière commandée. Grâce à cette modulation du couple transmissible, par exemple grâce à une commande d'une pression de contact d'un disque d'embrayage dans 30 l'embrayage entre le plateau de pression et le carter d'embrayage, un patinage ou un couple transmissible peut être réglé de manière ciblée. Une transmission à embrayage double 109, comprenant deux embrayages 110, 111 et la transmission associée 112, est située en aval du moteur électrique 103 dans le flux de couple, laquelle transmission à 35 embrayage double n'étant représentée que de manière schématique. En aval de cette dernière est située une autre chaîne cinématique 113 comprenant un différentiel 114 et des essieux 115 ainsi que des roues entraînées 116. - 7 - L'amortisseur 108 est par conséquent disposé entre le moteur électrique 103 et la transmission à embrayage double 109. Le diagramme supérieur de la figure 3 illustre la variation temporelle de couples M en fonction du temps t, le diagramme inférieur de 5 la figure 3 représentant la variation temporelle de régimes n en fonction du temps t. La courbe 201 illustre la variation temporelle du couple du moteur électrique, la courbe 202 illustre la variation temporelle du couple transmissible de l'embrayage séparateur et la courbe 203 illustre le couple 10 de réserve du moteur électrique. La courbe 204 illustre la variation temporelle du régime n du moteur électrique, la courbe 205 illustre la variation temporelle du régime n du moteur à combustion interne et la courbe 206 illustre le régime n à l'entrée de la transmission 12, 112 située en aval.
15 À l'instant to, le couple et le régime du moteur électrique sont augmentés. Le couple 201 est augmenté en une étape jusqu'à une nouvelle valeur et reste constant à cette valeur. L'augmentation du régime du moteur électrique suit ceci de manière linéaire, conformément à la courbe 204. Une énergie cinétique est ainsi accumulée dans le moteur électrique.
20 Étant donné que la vitesse du véhicule ne doit pas augmenter, puisque le régime augmenté et le couple augmenté doivent être utilisés pour le démarrage du moteur et non pas pour l'entraînement, un patinage est réglé au niveau d'au moins un embrayage de la transmission située en aval, de sorte que la vitesse de marche du véhicule reste inchangée.
25 À l'instant t1, le couple transmissible de l'embrayage séparateur est augmenté de zéro jusqu'à une valeur pouvant être prédéfinie Ml. Ceci peut en l'occurrence s'effectuer de manière linéaire avec une pente élevée ou de manière abrupte, voir la figure 3. La valeur de M1 est ici de préférence nettement supérieure au couple de réserve du moteur électrique.
30 De préférence, le couple vaut au moins le double du couple de réserve du moteur électrique. Le fait que l'embrayage séparateur est embrayé de manière ciblée à l'instant t1 a pour conséquence qu'entre t1 et t2, le régime du moteur électrique diminue et le régime du moteur à combustion interne augmente.
35 À l'instant t2, le couple transmissible de l'embrayage séparateur est ensuite réduit à nouveau, le couple transmissible étant diminué approximativement jusqu'au couple de réserve 203 du moteur électrique. Il - 8 - peut cependant aussi être diminué davantage, par exemple jusqu'à zéro. On met ainsi fin à la diminution du régime du moteur électrique. Et le régime du moteur électrique reste essentiellement constant. Après que le moteur à combustion interne a, à l'instant t3, atteint un régime qui correspond au moins au régime d'allumage, l'allumage du moteur à combustion interne peut avoir lieu et son régime augmente alors jusqu'au régime du moteur électrique et l'embrayage séparateur est à nouveau débrayé simultanément à l'instant t3. À cet instant t3, on met fin au patinage de l'au moins un embrayage de la transmission située en aval, et l'on met également fin à l'augmentation du couple du moteur électrique à l'instant t3. À l'instant t4, l'embrayage séparateur est fermé après que le moteur à combustion interne a atteint le régime du moteur électrique. Le diagramme supérieur de la figure 4 illustre la variation ou l'évolution temporelle de couples M en fonction du temps t, le diagramme 15 inférieur de la figure 4 représentant la variation temporelle de régimes n en fonction du temps t. La courbe 301 illustre la variation temporelle du couple du moteur électrique, la courbe 302 illustre la variation temporelle du couple transmissible de l'embrayage séparateur et la courbe 303 illustre le couple 20 de réserve du moteur électrique. La courbe 304 illustre la variation temporelle du régime n du moteur électrique, la courbe 305 illustre la variation temporelle du régime n du moteur à combustion interne et la courbe 306 illustre le régime n à l'entrée de la transmission 12, 112 située en aval.
25 À l'instant to, le couple et le régime du moteur électrique sont augmentés. Le couple 301 est augmenté en une étape jusqu'à une nouvelle valeur et reste constant à cette valeur dans un premier temps. L'augmentation du régime du moteur électrique suit ceci de manière linéaire, conformément à la courbe 304. Une énergie cinétique accrue est 30 ainsi accumulée dans le moteur électrique. Étant donné que, de nouveau, la vitesse du véhicule ne doit pas augmenter, puisque le régime augmenté et le couple augmenté doivent être utilisés pour le démarrage du moteur et non pas pour l'entraînement, un patinage est réglé au niveau d'au moins un embrayage de la transmission 35 située en aval, de sorte que la vitesse de marche du véhicule reste inchangée. - 9 - À l'instant t1, le couple transmissible de l'embrayage séparateur est augmenté ou porté de zéro jusqu'à une valeur pouvant être prédéfinie M1 qui se situe entre le couple de réserve du moteur électrique et le couple maximal transmissible de l'embrayage séparateur. Ceci peut en l'occurrence s'effectuer de manière linéaire avec une pente élevée ou de manière essentiellement abrupte, voir la figure 3. La valeur de M1 est ici de préférence supérieure au couple de réserve du moteur électrique, ou est plusieurs fois supérieure au couple de réserve du moteur électrique, par exemple deux fois à cinq fois ou même jusqu'à dix fois supérieure à celui- ci. Le fait que l'embrayage séparateur est embrayé de manière ciblée à l'instant t1 a pour conséquence qu'entre t1 et t2, le régime du moteur électrique diminue et le régime du moteur à combustion interne augmente jusqu'au régime du moteur électrique. De l'énergie cinétique est ainsi transmise du moteur électrique au moteur à combustion interne et ce dernier est accéléré. À l'instant t2, on met fin à l'augmentation du couple du moteur électrique. La figure 5 illustre un schéma fonctionnel 400 pour expliquer 20 l'invention. Dans le bloc 401 s'effectue l'augmentation du couple de la machine électrique, suivie de l'augmentation du régime de la machine électrique dans le bloc 402, suivie du réglage d'un patinage au niveau d'au moins un embrayage de la transmission située en aval dans le bloc 403.
25 Dans le bloc 404, l'embrayage séparateur est embrayé de manière commandée, dans le bloc 405 on met fin au patinage de l'au moins un embrayage de la transmission située en aval et dans le bloc 406 on met fin à l'augmentation du couple du moteur électrique. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de 30 réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de démarrage de moteur pour un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne et au moins un moteur électrique en tant que moteur d'entraînement, le moteur à combustion interne et le moteur électrique étant disposés sur un arbre commun, le moteur à combustion interne et/ou le moteur électrique pouvant appliquer un couple à une transmission située en aval dans la chaîne cinématique et un embrayage séparateur étant prévu entre le moteur à combustion interne et le moteur électrique, caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes consistant à : a. augmenter le couple de la machine électrique, b. augmenter le régime de la machine électrique et régler un patinage au niveau d'au moins un embrayage de la transmission située en aval, c. embrayer l'embrayage séparateur jusqu'à un couple 15 transmissible entre un couple de réserve du moteur électrique et le couple maximal transmissible, d. réduire le couple transmissible de l'embrayage séparateur lorsque le régime du moteur à combustion interne a atteint au moins essentiellement le régime d'allumage, 20 e. mettre fin au patinage de l'au moins un embrayage de la transmission située en aval, f. mettre fin à l'augmentation du couple du moteur électrique.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'augmentation du régime de la machine électrique s'effectue dans une 25 mesure telle que l'énergie cinétique ainsi accumulée est suffisante pour augmenter un régime du moteur à combustion interne, de préférence jusqu'à une valeur de régime au moins proche du régime d'allumage du moteur à combustion interne.
  3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que 30 le fait d'embrayer ou de débrayer à nouveau l'embrayage séparateur s'effectue avec modulation du couple, de telle sorte qu'il s'effectue de manière commandée en plusieurs phases.
  4. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le couple transmissible par l'embrayage séparateur commandé lors d'une- 11 - première phase est essentiellement supérieur au couple de réserve du moteur électrique, de préférence correspond au moins au double du couple de réserve.
  5. 5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que 5 le couple transmissible commandé lors d'une deuxième phase est réduit par rapport au couple commandé lors de la première phase.
  6. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le couple transmissible est réduit jusqu'à la valeur du couple de réserve ou jusqu'à zéro. 10
  7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la durée de frottement de l'embrayage séparateur se situe dans la plage de moins de 50 ms jusqu'à environ 100 ms à 150 ms.
  8. 8. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend un 15 moteur à combustion interne et comprend au moins un moteur électrique en tant que moteur d'entraînement, le moteur à combustion interne et le moteur électrique étant disposés sur un arbre commun, un couple pouvant être appliqué, au moyen du moteur à combustion interne et/ou du moteur électrique, à une transmission située en aval dans la chaîne cinématique et 20 un embrayage séparateur étant prévu entre le moteur à combustion interne et le moteur électrique, pour mettre en oeuvre un procédé selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes.
  9. 9. Véhicule automobile selon la revendication 8, dans lequel un amortisseur est en outre disposé entre le moteur à combustion interne et le 25 moteur électrique ou après le moteur électrique.
  10. 10. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la transmission est une transmission à embrayage double dotée de deux embrayages.
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