FR3058696A1 - Dispositif de pilotage d'une boite de vitesses robotisee pour vehicule automobile a propulsion hybride - Google Patents

Dispositif de pilotage d'une boite de vitesses robotisee pour vehicule automobile a propulsion hybride Download PDF

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Abstract

Ce dispositif de pilotage (46) d'une boîte de vitesses (2) robotisée pour véhicule automobile à propulsion hybride comprenant une machine électrique de traction (8) et un moteur à combustion interne (4) comprend des moyens (68) pour mesurer la vitesse (VVEH) du véhicule et une cartographie (52) dans laquelle sont stockées des valeurs d'un rapport de vitesses en fonction de la vitesse (VVEH) du véhicule mesurée et d'un effort (ϵ) à fournir à un différentiel du véhicule. Il comprend en outre un système de configuration (52) de la boîte de vitesses (2) en situation de remorquage comportant un premier module de pilotage (58) capable de commander l'engagement par la boîte de vitesses (2) d'un rapport de vitesses (HEV21) dans lequel la machine électrique de traction (8) et le moteur à combustion interne (4) sont mécaniquement connectés avec ledit différentiel, un second module de pilotage (59) capable d'alimenter la machine électrique de traction (8) de manière à entrainer celle-ci en rotation, et un troisième module de pilotage (60) capable de commander la rotation d'un arbre (6) du moteur à combustion interne (4).

Description

D ispositif de pilotage d’une boîte de vitesses robotisée pour véhicule automobile à propulsion hybride
L'invention concerne le domaine du pilotage des boîtes de vitesses robotisées pour véhicule automobile à propulsion hybride comprenant une machine électrique de traction et un moteur à combustion interne.
De manière à respecter des exigences sans cesse croissantes en termes d'économies de carburant et de limitation des rejets de polluants, les véhicules automobiles à propulsion hybride sont aujourd'hui de plus en plus répandus. Une partie significative de ces véhicules est dotée d'un groupe motopropulseur comprenant une machine électrique de traction et un moteur à combustion interne.
Le fait de comprendre plusieurs sources d'énergie rotative entraîne l’apparition de nouvelles contraintes, et en particulier une complexification de la transmission de l'énergie rotative au sein du groupe motopropulseur par rapport à des transmissions classiques de véhicules traditionnels dotés d'une unique source d’énergie rotative. La complexité de la boîte de vitesses occasionnée notamment par la présence de plusieurs arbres primaires permet la présence d’un nombre de rapports de vitesses bien plus importants que dans des boîtes de vitesses traditionnelles pour véhicules non hybrides. En particulier, de telles boîtes de vitesses permettent le passage de rapport(s) de vitesses à propulsion purement électrique, dans le(s)quel(s) seule la machine électrique de traction entraîne les roues motrices, de rapport(s) de vitesses à propulsion purement thermique, dans le(s)quel(s) seul le moteur à combustion interne entraîne les roues motrices et de rapport(s) de vitesses hybride(s) dans le(s)quel(s) à la fois la machine électrique de traction et le moteur à combustion interne entraînent les roues motrices.
Pour faire face à cette complexité, les véhicules automobiles hybrides sont fréquemment dotés d'une boîte de vitesses à crabots robotisée comprenant un arbre primaire associé à chaque source d'énergie rotative, les arbres primaires coopérant avec un arbre secondaire relié au différentiel du groupe motopropulseur. La boîte de vitesse comporte un dispositif de pilotage dont la fonction est de gérer le passage des différents rapports de vitesse robotisés.
Le dispositif de pilotage comporte de manière générale une cartographie dans laquelle sont stockées des valeurs d'un rapport de vitesses en fonction de diverses informations relatives au véhicule, tels que la vitesse de déplacement du véhicule et un effort à fournir au différentiel du groupe motopropulseur. Ainsi, le dispositif de pilotage recueille les informations à fournir en entrée de la cartographie, fournit ces informations à la cartographie et recueille une valeur de rapport de vitesses délivrée par la cartographie. De cette manière, le dispositif de pilotage détermine en permanence quel rapport de vitesses doit être engagé. Les cartographies généralement utilisées prévoient l’engagement de rapports de vitesses à propulsion purement électrique pour des faibles vitesses de déplacement du véhicule et de rapports de vitesses hybrides et/ou à propulsion purement thermique pour des vitesses de déplacement du véhicule supérieures.
Une boîte de vitesses équipée d’une telle cartographie n’apporte toutefois pas pleinement satisfaction lorsque le véhicule est utilisé à faible vitesse pour remorquer une charge importante, comme par exemple pour remorquer un bateau sur une cale ou sur une pente. En effet, il peut arriver que le dimensionnement de la machine électrique de traction soit trop faible pour fournir un couple suffisant pour remorquer la charge.
Une solution généralement mise en œuvre est de modifier le dimensionnement de la machine électrique de traction. Une telle solution est toutefois peu satisfaisante, compte tenu de l’encombrement très important occasionné par l’incorporation d’une machine électrique surdimensionnée ainsi que des surcoûts occasionnés.
Au vu de ce qui précède, l'invention a pour objet de proposer un dispositif de pilotage d'une boîte de vitesses robotisée pour véhicule automobile à propulsion hybride palliant les inconvénients précités.
Plus particulièrement, l'invention vise à permettre au véhicule de fonctionner dans des modes de fonctionnement extrêmes tels que lors du remorquage de charges élevées, tout en continuant d'optimiser la consommation de carburant et les émissions de polluants par le véhicule automobile et en minimisant l'encombrement au sein du groupe motopropulseur du véhicule.
A cet effet, il est proposé un dispositif de pilotage d’une boîte de vitesses robotisée pour véhicule automobile à propulsion hybride comprenant une machine électrique de traction et un moteur à combustion interne, le dispositif comprenant des moyens pour mesurer la vitesse du véhicule et une cartographie dans laquelle sont stockées des valeurs d’un rapport de vitesses en fonction de la vitesse du véhicule mesurée et d’un effort à fournir à un différentiel du véhicule.
Selon une de ses caractéristiques générales, ce système de pilotage comprend en outre un système de configuration de la boîte de vitesses en situation de remorquage comportant un premier module de pilotage capable de commander l’engagement par la boîte de vitesses d’un rapport de vitesses dans lequel la machine électrique de traction et un arbre du moteur à combustion interne sont mécaniquement connectés avec ledit différentiel, un second module de pilotage capable d’alimenter la machine électrique de traction de manière à entraîner celle-ci en rotation, et un troisième module de pilotage capable de commander la rotation de l’arbre du moteur à combustion interne.
La boîte de vitesse robotisée équipée d'un tel dispositif de pilotage, notamment grâce à l'engagement d'un rapport de vitesses hybride et à un contrôle approprié de l'alimentation de la machine électrique de traction et de la rotation de l’arbre du moteur à combustion interne, permet la fourniture d’un couple supplémentaire sur l’arbre secondaire de la boîte de vitesses, sans qu’il soit nécessaire d’ajouter un équipement susceptible d’engendrer un encombrement au sein du groupe motopropulseur.
Selon un mode de réalisation, le troisième module de pilotage comprend des moyens pour comparer la vitesse du véhicule mesurée à un premier seuil de vitesse compris entre 8 km/h et 15 km/h, ledit troisième module de pilotage étant paramétré pour commander l'arrêt du moteur à combustion interne lorsque la vitesse du véhicule mesuré est inférieure audit premier seuil de vitesse.
Grâce à un tel paramétrage, le couple supplémentaire peut être fourni sans que cela vienne occasionner une surconsommation de carburant ou une émission supplémentaire de polluants par le véhicule.
Selon un mode de réalisation, le troisième module de pilotage est apte, pour commander la rotation de l’arbre du moteur à combustion interne, à commander la mise en marche du moteur à combustion interne et/ou l'alimentation d'un alterno-démarreur du véhicule, l'alterno-démarreur étant connecté mécaniquement avec l’arbre du moteur à combustion interne.
L'utilisation d’un alterno-démarreur, en complément ou en remplacement de la mise en marche du moteur à combustion interne, permet en outre une optimisation de la consommation de carburant et des émissions de polluants par le véhicule tout en évitant d'occasionner un encombrement supplémentaire au sein du groupe motopropulseur du véhicule. L’alterno-démarreur est piloté par le troisième module de pilotage qui peut être piloté selon plusieurs variantes.
Selon une première variante, le troisième module de pilotage comprend des moyens pour comparer la vitesse du véhicule mesurée à un deuxième seuil de vitesse compris entre 36 km/h et 40 km/h, ledit troisième module de pilotage étant paramétré pour commander l'arrêt de l'alterno-démarreur lorsque la vitesse du véhicule mesurée égale ledit deuxième seuil de vitesse.
Selon une deuxième variante, le troisième module de pilotage comprend une cartographie stockant des valeurs d'un effort à fournir par l'alterno-démarreur en fonction de la vitesse du véhicule mesurée lorsque la vitesse du véhicule mesurée se situe entre un troisième seuil de vitesse compris entre 30 km/h et 34 km/h et un quatrième seuil de vitesse compris entre 36 km/h et 40 km/h, lesdites valeurs d’effort stockées diminuant selon un taux de variation sensiblement constant par rapport à la vitesse du véhicule mesurée.
Dans chacune des variantes expliquées ci-dessus, le fonctionnement de l’alterno-démarreur est optimisé de manière à fonctionner lorsque son actionnement ne nécessite que peu d’énergie électrique et lorsque le moteur à combustion interne ne peut délivrer qu’un faible couple.
Selon un autre mode de réalisation, le système de configuration comporte des moyens de contrôle des conditions d'initialisation aptes à détecter si la vitesse du véhicule mesurée est sensiblement nulle, lesdits moyens de contrôle étant paramétrés pour inhiber une initialisation d'une configuration de la boîte de vitesses en situation de remorquage si ladite vitesse du véhicule mesurée n'est pas sensiblement nulle.
Un tel paramétrage du système de configuration permet d'éviter l'apparition d'à-coups lors de l’initialisation de la configuration de la boîte de vitesses en situation de remorquage.
Avantageusement, le système de configuration comporte des moyens pour comparer la vitesse du véhicule mesurée à un cinquième seuil compris entre 36 km/h et 40 km/h, le système de configuration étant paramétré pour désactiver la configuration de la boîte de vitesses en situation de remorquage lorsque la vitesse du véhicule mesurée excède ledit cinquième seuil.
Selon un autre mode de réalisation, le troisième module de pilotage comprend des moyens pour commander une ouverture d'un papillon des gaz et/ou l'actionnement d'un décaleur d'arbre à cames lorsqu'il commande la rotation de l’arbre du moteur à combustion interne en même temps qu'il commande l'arrêt dudit moteur à combustion interne.
Un tel paramétrage permet d'éviter l'apparition de pertes d'énergie par pompage du moteur à combustion interne lorsque son arbre moteur est entraîné en rotation alors qu'il est à l'arrêt. Il en résulte une meilleure sensation pour le conducteur et une optimisation de la consommation de carburant et des émissions de polluants par le véhicule.
De préférence, le troisième module de pilotage comprend un estimateur capable d'estimer une perte d'énergie par pompage du moteur à combustion interne et de calculer un terme de compensation des pertes par pompage en fonction de la perte d'énergie estimée.
Dans un autre mode de réalisation, le troisième module de pilotage comprend un système de correction des vibrations engendrées par le moteur à combustion interne en boucle fermée doté d'un filtre fréquentiel du second ordre.
Selon un autre aspect, il est proposé un procédé de pilotage d’une boîte de vitesses robotisée pour véhicule automobile à propulsion hybride comprenant une machine électrique de traction et un moteur à combustion interne, dans lequel on détecte des conditions d’initialisation d’une configuration de la boîte de vitesses en situation de remorquage, on engage un rapport de vitesses dans lequel la machine électrique de traction et un arbre du moteur à combustion interne sont mécaniquement connectés avec un différentiel du véhicule, on alimente la machine électrique de traction de manière à entraîner celle-ci en rotation, et on commande la rotation de l’arbre du moteur à combustion interne.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 représente schématiquement une boîte de vitesses robotisée équipée d'un dispositif de pilotage selon l'invention,
- la figure 2 illustre schématiquement la cartographie du dispositif de pilotage de la figure 1,
- la figure 3 est une représentation schématique du dispositif de pilotage de la figure 1, et
- la figure 4 illustre un procédé de pilotage d'une boîte de vitesses robotisée pouvant être mis en œuvre au moyen du dispositif de pilotage des figures 1 à 3.
En référence à la figure 1, on a schématiquement représenté une boîte de vitesses 2. La boîte de vitesses 2 a pour fonction d'assurer la transmission de l'énergie mécanique échangée au sein d'un groupe motopropulseur (non représenté) d'un véhicule automobile (non représenté) à propulsion hybride.
Le groupe motopropulseur comporte un moteur à combustion interne 4 doté d'un arbre moteur primaire 6 plein. Le groupe motopropulseur comporte par ailleurs une machine électrique de traction 8 capable d'entraîner en rotation un arbre moteur primaire 10 creux. L'arbre primaire 6 plein est inséré à l'intérieur de l'arbre primaire 10 creux de sorte à assurer un guidage satisfaisant et peu encombrant des arbres 6 et 10. On ne sort toutefois pas du cadre de l’invention en envisageant un arbre primaire 10 plein et inséré à l’intérieur d’un arbre primaire 6 creux, ou encore en envisageant deux arbres primaires disposés de manière parallèles grâce à des moyens de guidages différents.
Le groupe motopropulseur comporte en outre un alternodémarreur 12 relié par l'intermédiaire d'une courroie 14 et d'un arbre de transfert 16 au moteur à combustion interne 4. L’alterno-démarreur 12 a pour première fonction d'entraîner la rotation de l'arbre moteur 6, par exemple en vue du démarrage du moteur 4. L’alterno-démarreur 12 a pour deuxième fonction de prélever de l'énergie rotative sur l'arbre moteur 6 lorsque le moteur 4 fonctionne afin de générer de l’énergie électrique pour divers besoins du véhicule automobile.
La boîte de vitesses 2 comporte un arbre secondaire 18. L'arbre secondaire 18 a pour fonction de transmettre l’énergie mécanique des arbres primaires 6 et 10 vers les roues motrices (non représentées) du véhicule. L'arbre secondaire 18 est connecté mécaniquement au moyen d'un pignon de descente (non représenté) avec une couronne de pont (non représentée) d'un différentiel (non représenté). Le différentiel répartit l'énergie mécanique qui lui est fournie entre les roues motrices du véhicule.
L'arbre primaire 6 est doté de deux pignons fous 20 et 22. L'arbre primaire 10 est quant à lui doté de deux pignons fixes 24 et 26.
L'arbre secondaire 18 comporte, axialement répartis dans cet ordre, un pignon fixe 28 engrenant avec le pignon fou 20, un pignon fixe 30 engrenant avec le pignon fou 22, un pignon fou 32 engrenant avec le pignon fixe 24 et un pignon fou 34 engrenant avec le pignon fixe 26. L'arbre de transfert 16 comporte un pignon fou 36 engrenant avec le pignon fixe 24 et un pignon fou 38 engrenant avec le pignon fou 20.
Pour engager le passage des différents rapports de vitesses, la boîte de vitesses 2 comporte un premier baladeur à crabots 40 monté sur l'arbre de transfert 16. Le baladeur 40 est capable d'actionner le crabotage des pignons fous 36 et 38 par rapport à l'arbre 16. La boîte de vitesses 2 comporte un deuxième baladeur à crabots 42 monté sur l'arbre primaire 6. Le baladeur 42 est capable d'actionner le crabotage des pignons 20 et 22 de l'arbre 6. La boîte de vitesses 2 comporte un troisième baladeur à crabots 44 monté sur l'arbre secondaire 18. Le baladeur 44 est capable d'actionner le crabotage des pignons fous 32 et 34 de l'arbre 18.
La boîte de vitesses 2 est robotisée, c'est-à-dire que son fonctionnement est ce celui d'une boîte manuelle mais que les passages de rapports de vitesses sont automatisés. En d'autres termes, les baladeurs 40, 42 et 44 sont déplacés au moyen d’actionneurs mécaniques automatisés, tels que par exemple des fourchettes d'actionnement robotisées.
Un dispositif de pilotage 46 est prévu pour assurer le pilotage de la boîte de vitesses 2. Plus particulièrement, le dispositif de pilotage 46 est apte à contrôler les actionneurs des baladeurs 40, 42 et 44. De cette manière, le dispositif de pilotage 46 est apte à commander le passage des rapports de vitesses par la boîte de vitesses 2.
Le dispositif de pilotage 46 est capable de déterminer le rapport de vitesses devant être engagé par la boîte de vitesses 2 dans les conditions de roulage et de fonctionnement du véhicule à tout instant. Pour ce faire, le dispositif 46 comporte un détecteur 48 de la vitesse Vveh de déplacement du véhicule automobile et un détecteur 50 d'un effort ε à fournir au différentiel du groupe motopropulseur. L'effort ε peut, de manière alternative, être exprimé sous la forme d'une force (en Newton) devant être exercée par les dents du pignon de descente (non représenté), ou sous la forme d'un couple (en Newtonmètre) à fournir à la couronne de différentiel. Les détecteurs 48 et 50 sont avantageusement couplés à un dispositif de contrôle moteur du véhicule, qui recueille les informations de vitesse Vveh et d’effort ε. Par exemple, le dispositif de contrôle moteur ou le détecteur 50 peut tenir compte d’une pression du conducteur sur la pédale d'accélérateur.
Le dispositif 46 comporte encore une cartographie 52 dans laquelle sont stockées des valeurs d'un rapport de vitesses en fonction d'une vitesse Vveh et d'un effort ε. Lorsqu'on saisit en entrée les informations Vveh et ε, la cartographie 52 délivre une valeur de rapport de vitesses appropriée aux conditions de roulage et de fonctionnement correspondant aux valeurs saisies. Autrement dit, la valeur de rapport de vitesses délivrée correspond au rapport devant être engagé par la boîte de vitesses 2 afin d'assurer un fonctionnement optimal du véhicule dans les conditions de roulage et de fonctionnement.
On a représenté sur la figure 2 un graphique illustrant un exemple de cartographie 52 pour le dispositif de pilotage 46. La cartographie 52 est schématiquement représentée sous la forme d'un graphique comprenant un axe d'abscisses correspondant à différentes valeurs d'une vitesse Vveh et un axe des ordonnées correspondant à différentes valeurs d'un effort ε.
Le graphique comporte une pluralité de courbes délimitant des régions correspondant respectivement à un rapport de vitesses particulier. On ne sort bien sûr pas du cadre de l’invention en envisageant une cartographie présentant des courbes différentes et des régions différentes.
La région EV1 correspond à un rapport de vitesses EV1 dans lequel le pignon fou 34 est craboté. Ainsi, seul l’arbre primaire 10 est connecté mécaniquement avec l’arbre secondaire 18. En d’autres termes, le rapport de vitesses EV1 est un rapport de vitesses à propulsion purement électrique.
ίο
La région EV2 correspond à un rapport de vitesses EV2 qui est lui aussi à propulsion purement électrique. Selon le rapport EV2, le pignon fou 32 est craboté.
Quel que soit le couple (i,j), la région HEVij correspond à un rapport de vitesses hybride HEVij dans lequel à la fois l’arbre primaire 10 et l’arbre primaire 6 sont connectés mécaniquement avec l’arbre secondaire 18. Le rapport HEVij correspond à un rapport de vitesses dans lequel, si i = 2, le pignon fou 22 est craboté, si i = 3, le pignon fou 38 est craboté et, si i = 4, le pignon fou 20 est craboté. Par ailleurs, si j = 1, le pignon fou 34 est craboté et, si j = 2, le pignon fou 32 est craboté.
Ainsi, par exemple, le rapport HEV21 correspond à un rapport de vitesses dans lequel les pignons fous 22 et 34 sont crabotés respectivement au moyen des baladeurs 42 et 44.
Comme on le voit sur la figure 2, la cartographie autorise seulement l’engagement du rapport EV1 pour des petites vitesses. En pratique, un rapport différent du rapport EV1 pourra seulement être engagé, dans des conditions spécifiques d’effort ε, à partir d’une vitesse de l’ordre de 20 km/h. Si une telle cartographie permet d’optimiser la consommation de carburant et les émissions polluantes, elle ne convient pas à une utilisation du véhicule dans des conditions extrêmes de fonctionnement telles que le remorquage de charges lourdes.
Le dispositif de pilotage 46 comporte un système de configuration 54 dont la fonction est de configurer la boîte de vitesses 2 lorsque le véhicule est dans une situation de remorquage. Le système de configuration 54 est schématiquement représenté sur la figure 3.
Le système 54 comporte une unité de détection 55 des conditions d'initialisation d'une configuration de la boîte de vitesse en situation de remorquage.
L'unité de détection 55 comporte un bouton poussoir 56 destiné à être actionné par le conducteur du véhicule lorsque celui-ci souhaite activer la configuration de la boîte de vitesse en situation de remorquage. Le bouton 56 est de type monostable et peut être dans un état actif, correspondant à une demande de configuration de la boîte de vitesses en situation de remorquage, ou dans un état inactif correspondant à l’absence d’une telle demande. L’unité de détection 55 comprend un voyant 57 confirmant l'état de la configuration de la boîte de vitesses 2. Le voyant 57 est configuré pour être éteint lorsque la boîte de vitesse 2 n'est pas configurée en situation de remorquage, allumé en continu lorsque la boîte de vitesses 2 est configurée en situation de remorquage, et allumé et clignotant lors des états transitoires de la configuration de la boîte de vitesses.
L'unité de détection 55 comporte en outre des moyens matériels et logiciels (non représentés) pour vérifier que la vitesse de déplacement du véhicule mesuré est sensiblement nulle. La vitesse de déplacement est considérée comme sensiblement nulle lorsqu'elle est inférieure à 1 km/h.
Le système 54 comporte un premier module de pilotage 58, un deuxième module de pilotage 59 et un troisième module de pilotage 60.
Le module 58 est capable d'engager un rapport de vitesses de fourniture de couple supplémentaire. Le rapport de vitesses de fourniture de couple supplémentaire peut être n'importe quel rapport de vitesses à propulsion hybride ou à propulsion purement thermique de la boîte de vitesses 2. On choisira toutefois de préférence un rapport de vitesses hybride afin de maximiser le couple supplémentaire. Dans l'exemple illustré, le rapport de vitesses de fourniture de couple supplémentaire est le rapport HEV21. Le choix du rapport HEV21 est particulièrement judicieux compte tenu du couple important pouvant être fourni lorsque ce rapport est engagé par les arbres primaires 6 et 10 à l'arbre secondaire 18. Pour ce faire, le module 58 contrôle l'actionnement des baladeurs à crabots 42 et 44 en vue du crabotage des pignons fous 22 et 34. Toutefois, on ne sort pas du cadre de l'invention en envisageant un rapport de vitesses de fourniture de couple supplémentaire différent.
Le module 59 est capable de contrôler l'alimentation électrique de la machine électrique de traction 8. Ce faisant, le module 59 est capable de contrôler précisément le couple Tx .m fourni par la machine électrique de traction 8 à l’arbre 10, et la vitesse de rotation ωιο de l'arbre moteur 10.
Le module 60 est capable de contrôler l'alimentation électrique de l'alterno-démarreur 12 de manière à piloter le couple et la vitesse de rotation en sortie de l'alterno-démarreur. Connaissant le rapport de réduction constant entre l'alterno-démarreur 12 et l'arbre 6, le module 60 est capable d'entraîner la rotation de l'arbre primaire 6 même lorsque le moteur 4 est à l'arrêt en contrôlant la vitesse cûô. En outre, le module 60 est capable de contrôler précisément le couple T|2 ,6 fourni par l’alterno-démarreur 12 à l'arbre primaire 6.
Lorsque le moteur 4 est à l'arrêt, l’entrainement en rotation de l'arbre 6 occasionne d'importantes pertes d'énergie par pompage au sein dudit moteur 4. Pour pallier ce problème, le module 60 est doté d'un système de gestion 62 des pertes d'énergie par pompage du moteur à combustion interne 4. Le système 62 a plus particulièrement pour fonction de contrôler précisément le couple T6 s’exerçant sur l’arbre 6 malgré l'apparition des pertes d'énergie par pompage. Le système 62 est donc paramétré pour n’être actif que lorsque le l'alterno-démarreur 12 entraîne la rotation de l'arbre 6 et que le moteur 4 est à l’arrêt.
Le système 62 est relié au moteur à combustion interne 4 de sorte à pouvoir commander une ouverture du papillon des gaz (non représenté) du moteur 4. Par ailleurs, le système 62 est capable de commander l'actionnement d'un décaleur d'arbre à cames (non représenté) du moteur 4 selon une position adaptée pour minimiser les pertes d'énergie par pompage.
Afin d'assurer un contrôle encore plus précis, le système 62 est capable de mettre en œuvre une régulation du couple T6 et de la vitesse cûô. A cet effet, le système 62 comporte un estimateur 64 des pertes d'énergie par pompage du moteur 4. L’estimateur 64 comprend une cartographie (non représentée) dans laquelle sont stockées des valeurs de pertes d'énergie par pompage en fonction d'une vitesse de rotation de l'alterno-démarreur 12 ou d’une vitesse de rotation (o6. L'estimateur 64 est en outre capable de calculer un terme de compensation des pertes par pompage du moteur 4. Le terme de compensation est recueilli par le module de pilotage 60 qui en tient compte lors de l'élaboration du signal d'alimentation de Talternodémarreur 12.
Le système de gestion 62 comprend en outre un système de correction 66 en boucle fermée du régime de rotation de l'arbre de sortie (non référencé) de Talterno-démarreurs. Le système de correction 66 comporte un filtre séquentiel de degré 2 configuré pour filtrer les vibrations occasionnées par le moteur 4 sur l’arbre 6. Le système de correction 66 peut tout aussi bien être incorporé en complément qu’en remplacement de l’estimateur 64.
Le module 60 est par ailleurs capable de commander la mise en marche du moteur à combustion interne 4. Pour ce faire, le module 60 est capable de piloter l'ouverture du papillon des gaz (non représenté) du moteur à interne 4. De cette manière, le module 60 contrôle le régime de rotation lorsque l’alterno-démarreur 12 n’est pas alimenté. Le module 60 contrôle également le couple T4 .6 fourni par le moteur 4 à l'arbre 6. Par exemple, le module 60 peut être connecté avec un dispositif de contrôle moteur du véhicule automobile.
Le module 60 comprend des moyens matériels et logiciels pour déterminer, en fonction de la vitesse de déplacement Vveh, une commande de l'alterno-démarreur 12 et du moteur 4.
Le module 60 comporte un comparateur 68 capable de comparer la vitesse Vveh à plusieurs seuils de vitesse. Le fonctionnement du comparateur 68 va être expliqué plus en détail par la suite en référence au procédé de la figure 4.
Le procédé représenté sur la figure 4 peut être mis en œuvre au moyen de la boîte de vitesses 2 et de son dispositif de pilotage 46 qui vient d’être décrit.
Le procédé comprend une première étape E01 de test de détection des conditions d'initialisation d'un pilotage en situation de remorquage. Au cours de l'étape E01, l’unité de détection 55 détecte si le bouton-poussoir 56 est dans son état actif et si la vitesse Vveh est sensiblement nulle. Tant que les conditions d'initialisation ne sont pas détectées, on répète l'étape de test E01. Dès que les conditions d'initialisation sont détectées, on passe à une étape E02.
Au cours de l'étape E02, l’état du voyant lumineux 57 est modifié de manière à être allumé et clignotant. Ensuite, le module 58 engage le rapport de vitesses HEV21. Pour ce faire, le module 58 commande les baladeurs 42 et 44 de sorte à faire craboter les pignons fous 22 et 34. Lorsque le crabotage est terminé, l'unité 55 modifie l’état du voyant 57 de sorte à ce que ce dernier soit allumé en continu.
Le procédé comprend ensuite une étape E03 de test au cours de laquelle on contrôle si le bouton 57 est toujours dans son état actif. Si le bouton 56 n'est plus dans son état actif, on applique une étape E13 décrite par la suite. Si le bouton 56 est toujours à son état actif, on applique une étape de test E04.
Au cours de l'étape E04, le module 60 compare au moyen du comparateur 68 la vitesse Vveh à trois seuils SI, S2 et S3. Le seuil SI est compris entre 8 km/h et 15 km/h et de manière plus préférentielle compris entre 10 km/h et 12 km/h. Le seuil S2 est compris entre 30 km/h et 34 km/h et de manière plus préférentielle sensiblement égal à 32 km/h. Le seuil S3 est compris entre 36 km/h et 40 km/h et de manière plus préférentielle sensiblement égal à 38 km/h. Si la vitesse Vveh est inférieure au seuil SI, on applique une étape E05. Si la vitesse Vveh est comprise entre SI et S2, on applique une étape E07. Si la vitesse Vveh est comprise entre S2 et S3, on applique une étape E10. Si la vitesse Vveh est supérieure à S3, on applique l'étape E13.
L’étape E04 vise à appliquer différents régimes de fourniture du couple supplémentaire à l’arbre 18. Si la vitesse Vveh est inférieure à SI, le couple supplémentaire sera fourni par la machine électrique de traction 8 et l’alterno-démarreur 12. Si la vitesse Vveh est comprise entre SI et S2, le couple supplémentaire sera fourni par la machine électrique de traction 8, l’alterno-démarreur 12 et le moteur à combustion interne 4. Si la vitesse Vveh est comprise entre S2 et S3, la contribution de l’alterno-démarreur 12 est réduite à mesure que la vitesse Vveh augmente. Si la vitesse Vveh dépasse S3, la configuration en situation de remorquage est désactivée.
L'étape E05 a pour but de déterminer les couples qui doivent être fournis aux arbres primaires 6 et 10 pour répondre au besoin de propulsion demandé par le conducteur. La demande de couple Tdem est satisfaite en priorité par la machine électrique de traction 8 tandis qu’un complément de couple est ensuite fourni par l'alterno-démarreur
12. En d’autres termes, si le couple Tdem est inférieur au couple maximal T8Max pouvant être fourni par la machine électrique de traction 8, le couple Tx .|0 sera égal au couple Tdem· Sinon, le couple Tx .m sera égal au couple maximal T8Max tandis que le couple T|2 .6 correspondra au complément Tdem - T8Max- A l'issue de l'étape E05, on dispose de valeurs pour les couples T|2 .6 et T8 .|0.
Le procédé comporte ensuite une étape E06 au cours de laquelle le module 59 modifie l'alimentation électrique de la machine électrique de traction 8 de telle sorte que celle-ci fournisse le couple T8 .m. Le module 60 modifie l'alimentation électrique de l'alternodémarreur 12 de telle sorte que celui-ci fournisse le couple T|2 .6. A l'issue de l'étape E06, on retourne à l'étape E03.
L'étape E07 correspond à l’étape E05 pour une valeur de Vveh comprise entre SI et S2. Dans l’étape E07, on détermine les couples T8 .m, T|2 .6 et T4 .6. Comme lors de l'étape E05, la demande de couple Tdem est satisfaite en priorité par la machine électrique de traction 8. Par exemple, le complément de couple éventuel peut être fourni en priorité par le moteur à combustion interne 4.
Le procédé comprend ensuite une étape E08 au cours de laquelle le module 59 modifie l'alimentation de la machine électrique de traction 8 de sorte que celle-ci fournisse le couple T8 .|0. Le module 60 modifie l'alimentation électrique de l'alterno-démarreur 12 de telle sorte que celui-ci fournisse le couple T|2 .6. Le module 60 contrôle le moteur à combustion interne 4 de telle sorte que celui-ci fournisse le couple T4 .6. A l'issue de l'étape E08, on retourne à l'étape E03.
Au cours de l'étape E10, on détermine le couple devant être fourni par la machine électrique de traction 8, le moteur à combustion interne 4 et l'alterno-démarreur 12. Le couple T|2 .6 est déterminé en premier en fonction de la vitesse Vveh· Par exemple, le couple T|2 ,6 est recueilli à la sortie d’une cartographie (non représentée) du module 60. La cartographie comprend des valeurs de couple T|2 ,6 en fonction de la vitesse Vveh pour des vitesses Vveh comprises entre S2 et S3. De préférence, les valeurs de couple T|2 ,6 forment une fonction affine de la vitesse Vveh décroissante, le couple T|2 ,6 étant nul lorsque la vitesse Vveh égale S3. Le complément de coupe est ensuite assuré par la machine électrique de traction 8. A l'issue de l'étape E 10, on a déterminé des valeurs pour les couples Tx ,|0, T|2 ,6 et T4
Au cours d’une étape Eli qui suit, on effectue les mêmes actions que lors de l’étape E08 avec les valeurs Tx ,|0, T|2 ,6 et T4 ,6 calculées lors de l’étape E10. A l’issue de l’étape Eli, on répète l’étape E03.
Au cours de l'étape E13, on fait clignoter le voyant 57, puis on recueille la valeur de rapport de vitesse délivrée par la cartographie 52. On engage ensuite le rapport de vitesse recueilli puis on désactive le clignotement du voyant 57 de sorte que celui-ci soit éteint. On retourne ensuite à l'étape E01.
Grâce au procédé qui vient d'être décrit, il est possible de fournir un couple supplémentaire important pour faire face à des conditions extrêmes du véhicule automobile comme remorquer des charges lourdes en pente positive. En outre, l'utilisation de l'alternodémarreur et du moteur à combustion interne en fonction du résultat d'une comparaison de la vitesse Vveh par rapport à des seuils de vitesse permet notamment d’optimiser de manière particulièrement fine la consommation en carburant et les émissions de polluants par le véhicule automobile.
En outre, l'invention ne nécessite pas l'incorporation d’un composant mécanique supplémentaire, et n’occasionne donc pas un encombrement supplémentaire au sein du groupe motopropulseur et du compartiment moteur du véhicule.

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif de pilotage (46) d’une boîte de vitesses (2) robotisée pour véhicule automobile à propulsion hybride comprenant une machine électrique de traction (8) et un moteur à combustion interne (4), le dispositif (46) comprenant des moyens (68) pour mesurer la vitesse (Vveh) du véhicule et une cartographie (52) dans laquelle sont stockées des valeurs d’un rapport de vitesses en fonction de la vitesse (Vveh) du véhicule mesurée et d’un effort (ε) à fournir à un différentiel du véhicule, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un système de configuration (52) de la boîte de vitesses (2) en situation de remorquage comportant un premier module de pilotage (58) capable de commander l’engagement par la boîte de vitesses (2) d’un rapport de vitesses (HEV21) dans lequel la machine électrique de traction (8) et un arbre (6) du moteur à combustion interne (4) sont mécaniquement connectés avec ledit différentiel, un second module de pilotage (59) capable d’alimenter la machine électrique de traction (8) de manière à entraîner celle-ci en rotation, et un troisième module de pilotage (60) capable de commander la rotation de l’arbre (6) du moteur à combustion interne (4).
  2. 2. Dispositif de pilotage (46) selon la revendication 1, dans lequel le troisième module de pilotage (60) comprend des moyens (68) pour comparer la vitesse (Vveh) du véhicule mesurée à un premier seuil (SI) de vitesse compris entre 8 km/h et 15 km/h, ledit troisième module de pilotage (60) étant paramétré pour commander l’arrêt du moteur à combustion interne (4) lorsque la vitesse du véhicule (Vveh) mesurée est inférieure audit premier seuil (SI) de vitesse.
  3. 3. Dispositif de pilotage (46) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le troisième module de pilotage (60) est apte, pour commander la rotation de l’arbre (6) du moteur à combustion interne (4), à commander la mise en marche du moteur à combustion interne (4) et/ou l’alimentation d’un alterno-démarreur (12) du véhicule, l’alterno-démarreur (12) étant connecté mécaniquement avec l’arbre (6) du moteur à combustion interne (4).
  4. 4. Dispositif de pilotage (46) selon la revendication 3, dans lequel le troisième module de pilotage (60) comprend des moyens (68) pour comparer la vitesse (Vveh) du véhicule mesurée à un deuxième seuil (S3) de vitesse compris entre 36 km/h et 40 km/h, ledit troisième module de pilotage (60) étant paramétré pour commander l’arrêt de l’alterno-démarreur (12) lorsque la vitesse du véhicule mesurée égale ledit deuxième seuil de vitesse (S3).
  5. 5. Dispositif de pilotage (46) selon la revendication 3 ou 4, dans lequel le troisième module de pilotage (60) comprend une cartographie stockant des valeurs d’un effort à fournir par l’alternodémarreur (12) en fonction de la vitesse (Vveh) du véhicule mesurée lorsque la vitesse (Vveh) du véhicule mesurée se situe entre un troisième seuil (S2) de vitesse compris entre 30 km/h et 34 km/h et un quatrième seuil (S3) de vitesse compris entre 36 km/h et 40 km/h, lesdites valeurs d’effort stockées diminuant selon un taux de variation sensiblement constant par rapport à la vitesse (Vveh) du véhicule mesurée.
  6. 6. Dispositif de pilotage (46) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le système de configuration (52) comporte des moyens (55) de contrôle des conditions d’initialisation aptes à détecter si la vitesse (Vveh) du véhicule mesurée est sensiblement nulle, lesdits moyens (55) de contrôle étant paramétrés pour inhiber une initialisation d’une configuration de la boîte de vitesses (2) en situation de remorquage si ladite vitesse (Vveh) du véhicule mesurée n’est pas sensiblement nulle.
  7. 7. Dispositif de pilotage (46) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le troisième module de pilotage (60) comprend des moyens pour commander une ouverture d’un papillon des gaz et/ou l’actionnement d’un décaleur d’arbre à cames lorsqu’il commande la rotation de l’arbre (6) du moteur à combustion interne (4) en même temps qu’il commande l’arrêt dudit moteur à combustion interne (4).
  8. 8. Dispositif de pilotage (46) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le troisième module de pilotage (60) comprend un estimateur (64) capable d’estimer une perte d’énergie par pompage du moteur à combustion interne (4) et de calculer un terme de compensation des pertes par pompage en fonction de la perte d’énergie estimée.
  9. 9. Dispositif de pilotage (46) selon l’une quelconque des
    5 revendications 1 à 8, dans lequel le troisième module de pilotage (60) comprend un système de correction (66) des vibrations engendrées par le moteur à combustion interne (4) en boucle fermée doté d'un filtre fréquentiel du second ordre.
  10. 10. Procédé de pilotage d’une boîte de vitesses robotisée (2)
    10 pour véhicule automobile à propulsion hybride comprenant une machine électrique de traction (8) et un moteur à combustion interne (4), dans lequel on détecte des conditions d’initialisation d’une configuration de la boîte de vitesses (2) en situation de remorquage, on engage un rapport de vitesses dans lequel la machine électrique de
  11. 15 traction (8) et un arbre (6) du moteur à combustion interne (4) sont mécaniquement connectés avec un différentiel du véhicule, on alimente la machine électrique de traction (8) de manière à entraîner celle-ci en rotation, et on commande la rotation de l’arbre (6) du moteur à combustion interne (4).
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