FR3065259A1 - UTILISATION D'UNE MACHINE ELECTRIQUE EN MODE DEMARREUR POUR ASSISTER LA MONTEE EN REGIME DU MOTEUR D'UN MOTOCYCLE SUIVANT UN ARRET DE TYPE "STOP & GO" - Google Patents

UTILISATION D'UNE MACHINE ELECTRIQUE EN MODE DEMARREUR POUR ASSISTER LA MONTEE EN REGIME DU MOTEUR D'UN MOTOCYCLE SUIVANT UN ARRET DE TYPE "STOP & GO" Download PDF

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Abstract

La présente invention a pour objet un procédé permettant l'assistance à la montée en régime d'un moteur thermique d'un motocycle muni d'un système d'arrêt et de redémarrage automatique du moteur, d'un système de décompression et d'un système de transmission automatique à variation continue (CVT, « Continuously Variable Transmission »), dans lequel une première phase (42) comprend, après un arrêt de type « Stop & Go » et en réponse à une commande déterminée (41), la décompression du cylindre du moteur par le système de décompression et l'activation d'une machine électrique tournante pour assister le démarrage (43) du moteur thermique. Une seconde phase (44), suivant le démarrage du moteur, comprend le maintien en service de la machine électrique tournante pour une vitesse de rotation du moteur supérieure à la vitesse de ralenti du moteur, en réponse à une demande de gaz (45) correspondante, afin d'aider à la montée en régime du moteur au moins jusqu'au déclenchement de la transmission automatique à variation continue.

Description

Titulaire(s) : CONTINENTAL AUTOMOTIVE FRANCE Société par actions simplifiée, CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH.
Demande(s) d’extension
Mandataire(s) : CONTINENTAL AUTOMOTIVE FRANCE Société par actions simplifiée.
UTILISATION D'UNE MACHINE ELECTRIQUE EN MODE DEMARREUR POUR ASSISTER LA MONTEE EN REGIME DU MOTEUR D'UN MOTOCYCLE SUIVANT UN ARRET DE TYPE “STOP & GO“.
FR 3 065 259 - A1 th/j La présente invention a pour objet un procédé permettant l'assistance à la montée en régime d'un moteur thermique d'un motocycle muni d'un système d'arrêt et de redémarrage automatique du moteur, d'un système de décompression et d'un système de transmission automatique à variation continue (CVT, « Continuously Variable Transmission »), dans lequel une première phase (42) comprend, après un arrêt de type « Stop & Go » et en réponse à une commande déterminée (41), la décompression du cylindre du moteur par le système de décompression et l'activation d'une machine électrique tournante pour assister le démarrage (43) du moteur thermique. Une seconde phase (44), suivant le démarrage du moteur, comprend le maintien en service de la machine électrique tournante pour une vitesse de rotation du moteur supérieure à la vitesse de ralenti du moteur, en réponse à une demande de gaz (45) correspondante, afin d'aider à la montée en régime du moteur au moins jusqu'au déclenchement de la transmission automatique à variation continue.
Figure FR3065259A1_D0001
Figure FR3065259A1_D0002
La présente invention se rapporte de manière générale à la commande d'un moteur à combustion interne avec au moins un cylindre, d’un véhicule motorisé de type motocycle à deux-roues ou trois-roues, le véhicule étant muni d'un système d'arrêt et de redémarrage automatique du moteur, d’un système de décompression du cylindre et d’un système de transmission automatique à variation continue (CVT, « Continuously Variable Transmission »).
Elle concerne plus particulièrement l’utilisation d’une machine électrique en mode démarreur pour causer le démarrage du moteur et pour assister la montée en régime du moteur et le départ du véhicule suivant un arrêt de type « Stop & Go >>.
L'invention trouve des applications, notamment, dans des véhicules motorisés de type motocycle équipés de la fonction d'arrêt et de redémarrage automatique du moteur à combustion interne (dit aussi « moteur thermique »), aussi appelée fonction « Stop & Go >>, ou « Stop & Start >> ou encore « Idle Stop >> dans la littérature anglosaxonne. Dans ce type d’application, le moteur thermique peut-être, par exemple, un moteur monocylindre.
Par « motocycle >>, on entend généralement un véhicule motorisé à deuxroues (« two-wheeler >> en langue anglo-saxonne), c’est-à-dire un véhicule automoteur doté d’un siège ou d’une selle pour le conducteur, qui est conçu pour rouler sur au moins deux roues en contact avec le sol, et que l’on manœuvre à l’aide d’un guidon. II s’agit typiquement de motos, motocyclettes, mobylettes, scooters, etc. Certains modèles (appelés « three-wheeler >> en langue anglo-saxonne) comportent trois roues. La (ou les) roue(s) motrice(s) est (sont) généralement la (ou les) roue(s) arrière(s), la (ou les) roue(s) avant étant couplée(s) au guidon afin de diriger le véhicule.
D’autres modèles comme les motocycles tout-terrain, souvent plus puissants, qui comportent quatre roues et qui sont alors communément appelés « quadricycles >> ou « quads >> peuvent aussi, quoique dans une moindre mesure en raison de leur vocation sportive, bénéficier des avantages de l’invention.
Comme pour les véhicules à quatre roues de type automobile, les véhicules motorisés de type motocycle à deux-roues ou trois-roues qui sont munis d'un système d'arrêt et de redémarrage automatique du moteur thermique offrent, notamment, une économie de carburant en cycle urbain.
Ce système « Stop & Go >> permet en effet, sous certaines conditions prédéterminées, d'arrêter automatiquement le moteur du véhicule lorsque ce dernier est temporairement immobilisé, par exemple dans un embouteillage ou à un feu tricolore. Puis, en réponse à une action de l'utilisateur comme le relâchement du frein ou la sollicitation de la poignée des gaz, le redémarrage du moteur thermique est automatiquement commandé.
Le redémarrage du moteur thermique est généralement réalisé à l'aide d'une machine électrique tournante, i.e. un moteur électrique de type démarreur. Il peut s’agir d'un générateur-démarreur intégré (ou IGS, acronyme mis pour « Integrated GeneratorStarter >> en langue anglo-saxonne), ou alterno-démarreur, qui est alors utilisé en mode démarreur. Cette machine électrique initie la rotation du moteur thermique jusqu'à une vitesse de rotation suffisante pour que le moteur thermique démarre. Dans la plupart des cas, ce démarrage se fait à la première compression utile, c’est-à-dire à la première occurrence d’un cycle de compression/détente du moteur. La combustion interne prend alors le relais, l’inertie du moteur étant suffisante pour entretenir la succession des cycles du moteur et donc le fonctionnement autonome du moteur thermique, c’est-à-dire sans apport de couple moteur par la machine électrique tournante.
On connaît déjà des véhicules motorisés de type motocycle à deux-roues, notamment le scooter PCX™ de HONDA®, équipés du système « Stop & Go >> (voir l’article « Development of Idling Stop System for PCX », Honda R&D Technical Review, Vol.22 No.2 ; pp 80-86). Ces véhicules possèdent un système de démarrage de moteur thermique employant un dispositif de démarrage et de génération d'énergie, et un dispositif de décompression. Afin de permettre ou du moins faciliter le démarrage du moteur thermique, le dispositif de décompression est activé lorsque le dispositif de démarrage est mis en service.
Le dispositif de décompression ne peut fonctionner que pour un régime du moteur thermique en-dessous d’un seuil prédéterminé. Dans ce qui suit, le régime moteur correspond à la vitesse de rotation du moteur, exprimé en tours par minute. Cette vitesse de rotation peut être mesurée par un capteur, par exemple au niveau du vilebrequin du moteur. Ainsi, le dispositif de décompression opère au démarrage du moteur et pour une vitesse de rotation du moteur thermique en dessous du régime de ralenti du moteur (entre 800 et 1100 tours/minute, par exemple 900 tours/minute pour un régime de ralenti autour de 1500 tours/minute). Il permet de faciliter le passage de la (ou des) première(s) compression(s) dans le cylindre. Puis, la première compression entraîne la première combustion, à la suite de laquelle la rotation du moteur atteint le seuil à partir duquel le système de décompression est désactivé, et le dispositif de démarrage est également désactivé. Le régime de ralenti étant alors atteint, le système de commande du moteur thermique (injection et allumage) prend le relais. Ce système, ou unité de commande du moteur (ou ECU, acronyme mis pour « Engine Control Unit >> en langue anglo-saxonne) pilote le moteur de manière à assurer la montée en régime, en réponse à une demande de gaz par l’utilisateur. A partir d’un certain régime, supérieur au régime de ralenti, le départ du véhicule, c’est-à-dire sa mise en mouvement, est obtenu grâce au système de transmission. Ce système, lorsqu’il entre en opération, met le véhicule en mouvement en transmettant le couple moteur fourni par le moteur thermique à au moins une roue motrice du véhicule.
Cependant, il existe un décalage de 0,4 s environ entre le départ d'un véhicule dont le moteur a été arrêté par un système « Stop & Go >>, et le départ d'un moteur thermique lorsque le moteur est maintenu à son régime de ralenti (« idling >> en langue anglo-saxonne) lorsque le véhicule est immobile. Dit autrement, le départ d'un véhicule dont l'arrêt est commandé par un système « Stop & Go >> ne se fait pas aussi rapidement que celui du moteur d'un véhicule sous régime de ralenti. Ce retard dans le départ du véhicule est perceptible par l’utilisateur, ce qui est vécu comme un inconvénient en termes d’expérience d’utilisation, et comme une mauvaise performance technique du véhicule. Cette performance peut être appréciée, c’est-à-dire quantifiée, comme le temps nécessaire pour atteindre une vitesse de déplacement du véhicule déterminée à partir de la position d’arrêt. En raison de la réponse linéaire du système CVT, on peut aussi comparer les performances respectives d’un véhicule équipé de la fonction « Stop & Go >> et d’un véhicule qui n’en est pas équipé, en comparant le temps nécessaire pour atteindre un régime moteur élevé de valeur déterminée.
L'invention propose un procédé pour commander un moteur thermique, par exemple pour un véhicule de type motocycle à deux-roues ou trois-roues, lors du redémarrage du moteur et du départ du véhicule après un arrêt de type « Stop & Go >>, qui permet d’améliorer la performance au départ du véhicule. En effet, l'invention propose d'apporter un couple moteur additionnel en phase de montée en régime du moteur, après son redémarrage, afin d'améliorer la performance au départ du véhicule suivant un arrêt de type « Stop & Go >>.
A cet effet, un premier aspect de l’invention propose un procédé de commande d'un moteur à combustion interne avec au moins un cylindre, d’un véhicule à deux-roues ou trois-roues muni d'un système d'arrêt et de redémarrage automatique, d’un système de décompression du cylindre activé automatiquement en fonction de la vitesse de rotation du moteur, d’un système de transmission automatique à variation continue (CVT, « Continuously Variable Transmission >>) déclenché automatiquement en fonction de la vitesse de rotation du moteur, et d’une machine électrique tournante pouvant fonctionner en mode démarreur pour démarrer le moteur ou en mode générateur de courant pour générer du courant à partir de l’énergie mécanique du moteur. Le procédé comprend :
• dans une première phase en réponse à une commande déterminée alors que le moteur est arrêté suite à un arrêt du moteur par le système d'arrêt et de redémarrage automatique :
- la décompression du cylindre par l’activation automatique du système de décompression automatique tant que la vitesse de rotation du moteur est inférieure à un premier seuil de vitesse déterminé ; et,
- la mise en service de la machine électrique tournante en mode démarreur pour fournir un couple moteur permettant le démarrage du moteur, avec de premières consignes pour limiter la vitesse de rotation de la machine électrique tournante à une valeur inférieure ou égale au premier seuil de vitesse afin de permettre l’activation du système centrifuge de décompression du cylindre ; et • puis, dans une seconde phase, suivant le démarrage du moteur :
- la commande du moteur afin d’accélérer sa rotation jusqu’à une vitesse de rotation au-dessus du premier seuil déterminé et au-dessus d’une vitesse de ralenti du moteur vers le plein régime du moteur, en réponse à une demande de gaz correspondante,
- le maintien en service de la machine électrique tournante en mode démarreur, après le démarrage du moteur et pour une vitesse de rotation du moteur au-dessus de la vitesse de ralenti du moteur, avec de secondes consignes pour fournir un couple moteur additionnel afin d’assister la montée en régime du moteur, au moins jusqu’à ce que la vitesse de rotation du moteur dépasse un second seuil de vitesse correspondant au déclenchement de la transmission automatique à variation continue.
Grâce à l’invention, il est possible de réduire le temps de montée en régime du moteur thermique et de réduire le temps de mise en mouvement et d’accélération du véhicule. Avantageusement, l’invention permet de surmonter les problèmes selon l’art antérieur susmentionné. L'invention apporte ainsi une solution efficace pour optimiser la performance d'accélération d'un véhicule au démarrage après un arrêt de type « Stop & Go >>.
Des modes de réalisation pris isolément ou en combinaison, prévoient en outre que :
• dans la seconde phase, la machine électrique peut être maintenue en service avec les secondes consignes pour une vitesse de rotation du moteur au-delà du seuil de déclenchement de la transmission automatique à variation continue, si la commande des gaz correspond sensiblement à une demande de pleins gaz ;
ceci permet de prolonger l’assistance au moteur thermique par la machine électrique même après que le véhicule ait commencé à se déplacer ;
• le procédé peut comprendre en outre un défluxage de la machine électrique tournante dans la seconde phase ; ce défluxage permet de générer un couple moteur même à des vitesses de rotation élevées de la machine électrique ;
• les premières consignes et les secondes consignes pour le service de la machine électrique tournante en mode démarreur peuvent comprendre un rapport cyclique et une avance de phase des tensions de commande des phases de la machine électrique tournante en mode démarreur ;
• la seconde phase peut se terminer au relâchement de la demande de gaz, et la machine électrique tournante peut alors être commandée pour fonctionner en mode générateur de courant, après la fin de la seconde phase ;
• le premier seuil peut être compris entre 800 et 1100 tours/minute, et/ou le second seuil peut être sensiblement égal à 4000 tours/minute, pour un régime de ralenti du moteur sensiblement égal à 1500 tours/minute.
Dans un second aspect, l’invention concerne également l'utilisation du procédé selon le premier aspect, dans un véhicule à deux-roues ou trois-roues monocylindre ou bicylindre ayant une cylindrée comprise entre 50 cm3 et 200 cm3, de préférence entre 50 cm3 et 150 cm3, et plus préférentiellement encore entre 50 cm3 et 125 cm3.
Dans un troisième aspect, l’invention a également pour objet un dispositif, tel qu’un calculateur, de commande d’une machine électrique tournante pouvant fonctionner en mode démarreur ou en mode générateur de courant, d’un véhicule à deux-roues ou trois-roues équipé d'un moteur à combustion interne avec au moins un cylindre, d'un système d'arrêt et de redémarrage automatique du moteur, d’un système centrifuge de décompression du cylindre, et d’un système de transmission automatique à variation continue (CVT, « Continuously Variable Transmission >>), le dispositif comprenant :
• des moyens pour, en réponse à une commande déterminée lorsque le moteur est arrêté et le véhicule suite à un arrêt du moteur par le système d'arrêt et de redémarrage automatique du moteur, mettre en service la machine électrique tournante en mode démarreur pour fournir un couple moteur permettant le démarrage du moteur, avec de premières consignes pour limiter la vitesse de rotation de la machine électrique tournante à une valeur inférieure ou égale au premier seuil de vitesse déterminé permettant l’activation du système centrifuge de décompression du cylindre; et, • des moyens pour maintenir en service la machine électrique tournante en mode démarreur après le démarrage du moteur et pour une vitesse de rotation du moteur au-dessus de la vitesse de ralenti du moteur avec de secondes consignes pour fournir un couple moteur additionnel afin d’assister la montée en régime du moteur, en réponse à une demande de gaz correspondante, au moins jusqu’à ce que la vitesse de rotation du moteur dépasse un second seuil de vitesse déterminé correspondant au déclenchement de la transmission automatique à variation continue.
Le dispositif selon le troisième aspect de l'invention peut comprendre, en outre, les caractéristiques suivantes prises isolément ou en combinaison :
• des moyens pour maintenir en service la machine électrique pour une vitesse de rotation du moteur au-delà du seuil de déclenchement de la transmission automatique à variation continue, si la commande des gaz correspond sensiblement à une demande de pleins gaz ; on prolonge ainsi l’assistance au moteur thermique par la machine électrique même après que le véhicule ait commencé à se mouvoir ;
• des moyens de défluxage de la machine électrique tournante dans la seconde phase ; de tels moyens permettent de générer un couple moteur même à des vitesses de rotation élevées de la machine électrique ;
• la caractéristique suivant laquelle les premières consignes et les secondes consignes pour le service de la machine électrique tournante en mode démarreur peuvent comprendre un rapport cyclique et une avance de phase des tensions de commande des phases de la machine électrique tournante en mode démarreur ; et, • des moyens pour commander le fonctionnement de la machine électrique tournante en mode générateur en réponse au relâchement de la demande de gaz.
Selon un dernier aspect, l’invention concerne un produit programme d'ordinateur comprenant une ou plusieurs séquences d'instructions stockées sur un support de mémoire lisible par une machine comprenant un processeur, lesdites séquences d'instructions étant adaptées pour réaliser toutes les étapes du procédé selon le premier aspect de l'invention lorsque le programme est lu dans le support de mémoire et exécuté par le processeur.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés dans lesquels :
- la Figure 1 est un schéma montrant un groupe motopropulseur d’un motocycle de type deux-roues ;
- La Figure 2 est un graphe avec des courbes illustrant une séquence de démarrage et d’accélération d'un moteur à partir d’un arrêt de type « Stop & Go >> selon l'art antérieur ;
- Les Figures 3A, 3B et 3C sont des schémas illustrant le principe de fonctionnement d’un système CVT ;
- La Figure 4 est un diagramme d'étapes illustrant des modes de réalisation du procédé selon l'invention ;
- La Figure 5 est un tableau donnant des paramètres de fonctionnement de la machine électrique tournante dans un mode de réalisation du procédé ; et,
- La Figure 6 est un graphe illustrant l'évolution, en fonction du temps, de la vitesse de rotation du moteur thermique dans différents cas, permettant de mettre en évidence les avantages de l’invention.
Dans la description de modes de réalisation qui va suivre et dans les dessins annexés, les mêmes éléments ou des éléments similaires portent les mêmes références numériques.
En référence au schéma de la Figure 1, un groupe motopropulseur d’un motocycle 1 de type deux-roues comporte classiquement : un moteur 10 à combustion interne associé à une unité électronique 20 de gestion moteur (ou ECU, mis pour « Engine Control Unit >>, en langue anglo-saxonne), ainsi qu’un alterno-démarreur 40 (ou ISG, mis pour « Integrated Starter-Generator >>, en langue anglo-saxonne) et un système 50 de transmission automatique à variation continue (CVT, mis pour « Continuously Variable Transmission >>, en langue anglo-saxonne).
Le motocycle comprend une selle 11 sur laquelle l’utilisateur peut s’assoir en tenant le guidon (non représenté), et dans laquelle un capteur 12 de présence de l’utilisateur peut être agencé. II peut s’agir d’une jauge de contrainte, ou de tout autre capteur équivalent, convenant pour détecter qu’un utilisateur est assis sur la selle et pour transmettre l’information correspondante à l’ECU. Le guidon comprend une poignée des gaz, et une poignée de freins, que classiquement l’utilisateur peut manoeuvrer avec chacune de ses mains, respectivement. Sur la Figure 1, on n’a représenté qu’une seule roue 13 du motocycle, qui est une roue motrice du motocycle, par exemple la roue arrière dans l’exemple illustré. Les modes de réalisation ne se limitent pas, toutefois, à cet exemple.
Dans l’exemple d’un moteur monocylindre tel que représenté, le moteur 10 comprend un unique piston 101 qui est mobile dans un cylindre du bloc moteur. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée par le nombre de cylindres du moteur. Elle trouve également à s’appliquer, par exemple, à des motocycles bicylindres. D’une manière générale, les avantages de l’invention qui ressortiront de la description des modes de réalisation qui va suivre trouvent à s’appliquer à des moteurs de petite cylindrée, c’est-àdire comprise en 50 cm3 et 250 cm3, par exemple entre 50 cm3 et 200 cm3, préférentiellement entre 50 cm3 et 150 cm3, et plus particulièrement entre 50 cm3 et 125 cm3, notamment en France où une telle cylindrée correspond à une catégorie administrative spécifique en raison de la réglementation applicable dans ce pays.
Dans le bas-moteur, i.e. dans la partie du moteur en-dessous du cylindre, le piston 101 est couplé par une bielle 102 à un vilebrequin 103. Ce dernier est muni d’une cible dentée 104. La cible 104 est un disque ou volant en matériau ferromagnétique, par exemple métallique, qui comporte en sa périphérie des dents. Il y a par exemple 60 dents, chaque dent correspondant donc à 6 degrés vilebrequin. Ces dents sont identiques et régulièrement espacées, sauf une ou deux dents manquantes qui créent une singularité, aussi appelée « dent longue >>. Un capteur 61 de position du vilebrequin, qui est agencé dans le carter du moteur 10 en regard de la cible 104, délivre un signal répondant à la détection du passage de chaque dent devant le capteur. Ce signal sert au comptage des dents par un compteur de dents mis en œuvre dans la couche applicative de l’ECU. Bien entendu, ce comptage a lieu lorsque le vilebrequin, et donc la cible et ses dents, tournent devant le capteur 61. Celui-ci peut être, par exemple, un capteur binaire à effet Hall. C’est la détection de la singularité de la cible, dans le signal délivré par le capteur 61, qui permet de connaître la position angulaire du vilebrequin. En d’autres termes, la dent longue constitue un repère angulaire permettant d’identifier la position angulaire du vilebrequin et donc la position du piston dans le cylindre.
Le haut-moteur, i.e. la partie du moteur au-dessus du cylindre comprend une culasse 109 offrant un espace fermé au-dessus du piston 101 qui forme la chambre de combustion 106. Celle-ci est le siège des explosions commandées par une bougie d’allumage agencée dans la culasse 109. La bougie est commandée par l’ECU via un fil d’allumage et une bobine d’allumage 64 qui crée la haute tension nécessaire à la production de l’étincelle au niveau de la bougie. Une tubulure d’admission 107 débouche dans la chambre de combustion 106, laquelle est fermée au niveau de la culasse 109 par une soupape d’admission correspondante. De même, une tubulure d’échappement 108 s’étend depuis la chambre de combustion 106 vers l’extérieur, en étant fermée au niveau de la culasse 109 par une soupape d’échappement correspondante. L’ouverture et la fermeture des soupapes d’admission et d’échappement sont commandées par un arbre à cames latéral ou central, éventuellement associé à un ensemble de culbuteurs (non représentés), qui sont disposés dans le haut-moteur, plus particulièrement dans la culasse 109.
Un capteur 62 de position du papillon des gaz (ou TPS, mis pour « Throttle Position Sensor », en langue anglo-saxonne) peut être monté sur le corps du papillon des gaz ou sur le papillon lui-même.
La fonction du TPS est de fournir des informations à l'ECU sur la position du papillon des gaz, notamment l’angle instantané et la vitesse angulaire de mouvement du papillon. L’ECU est configurée pour, sur la base de ces informations, déterminer la charge du moteur. Plus concrètement, ces informations sont utilisées, en combinaison ou pas avec d’autres informations comme par exemple l’information délivrée par le capteur 12 de présence d’un utilisateur, pour commander le fonctionnement du moteur. Ces informations peuvent notamment être utilisées pour ajuster le calage de l’allumage, pour le déclenchement des étincelles sur la bougie d’allumage, pour l’alimentation en carburant, etc.
L’ECU comprend un logiciel de pilotage du moteur, avec différents composants logiciels, configurés pour commander le fonctionnement du moteur 10. Une commande est basée, notamment, sur les informations délivrées par le capteur 61 de position du vilebrequin et par le capteur de position du papillon des gaz 62. D’autres capteurs fournissent d’autres informations (sur la température de l’air admis ou la température du bloc-moteur, sur la pression dans la tubulure d’admission, le taux d'oxygène dans les gaz d’échappement, etc.), utiles à cette commande. Le logiciel de l’ECU est configuré pour générer, en particulier, un signal de commande d’un injecteur 63 qui injecte du carburant, par exemple dans la tubulure d’admission 107 entre le papillon des gaz et la soupape d’admission. Egalement, l’ECU génère un signal de commande de la bobine d’allumage 64, qui provoque l’allumage de la bougie de façon synchronisée avec la rotation du moteur, en respectant une avance d’allumage selon une courbe d’allumage déterminée.
Dans le mode de réalisation représenté, le moteur 10 comprend en outre un système de décompression 65, qui est réalisé par un mécanisme centrifuge au niveau d’une (ou des) soupape(s). Une soupape comme la soupape d’admission et/ou la soupape d’échappement, équipée d’un tel système de décompression, est légèrement soulevée par rapport au siège de soupape lorsque le système est activé. Ceci permet d’ouvrir légèrement la chambre de combustion vers l’extérieur, avec pour résultat une légère diminution de la pression dans cette chambre lorsque le piston est proche du pointmort haut (PMH). Avantageusement, ceci permet de réduire la force de démarrage nécessaire pour démarrer le moteur.
Dans un mode de réalisation, le système de décompression assure cette fonction de manière automatique, en fonction de la rotation de l’arbre à cames, par des moyens mécaniques utilisant la force centrifuge. Un tel système de décompression est décrit, par exemple, dans l’article « Development of Idling Stop System for PCX », Honda R&D Technical Review, Vol.22 No.2 ; pp 80-86 cité en introduction de la présente description, en référence au schéma de la Figure 15 de ce document.
En bref, le système de décompression peut comprendre une came de décompression, ainsi qu’un élément centrifuge telle qu’une masselotte centrifuge (appelée « bras de décompression >> dans le document précité) qui est solidaire de l’arbre à cames du moteur, et un élément de sollicitation comme un ressort servant à solliciter et à retenir la came de décompression pour les faibles vitesses de rotation du moteur. Plus particulièrement, le ressort pousse la came de décompression en position de décompression, lorsque la masselotte centrifuge tourne à une vitesse inférieure à une vitesse seuil Vth1. Dans cette configuration, le culbuteur est temporairement poussé par une partie saillante de la came de décompression, ce qui a pour effet de lever la soupape. Le résultat est que la force de démarrage requise pour démarrer le moteur est réduite. Quand le moteur démarre et atteint le régime de ralenti, i.e. dès que le régime moteur est supérieur au seuil Vth1 précité, la masselotte centrifuge pivote dans une position de nondécompression en entraînant en rotation la surface du profil de came contre l’action du ressort. Dans cette configuration, la partie saillante de la came de décompression est empêchée d'actionner le mécanisme de levage de soupape avec le culbuteur.
Comme il est expliqué dans le document de l’art antérieur précité, un tel dispositif de décompression opère au démarrage du moteur et pour une vitesse de rotation du moteur thermique en dessous du régime de ralenti du moteur, par exemple en dessous d’une vitesse de rotation seuil Vth1 comprise entre 800 et 1100 tours/minute et préférentiellement égale à environ 900 tours/minute, pour un régime de ralenti autour de 1500 tours/minute. Le rôle du système de décompression est de faciliter la mise en route du moteur en réduisant les forces de pression dans la chambre de combustion contre lesquelles le démarreur doit lutter pendant le phasage du moteur (voir plus loin).
L’alterno-démarreur (« ISG >>) 40 comprend un stator 41, par exemple un stator bobiné, et un rotor 42, par exemple un rotor à aimants permanents. Le rotor est rigidement couplé à l’axe 105 du vilebrequin 103 du moteur 10 afin de pouvoir transmettre un couple moteur, pour le démarrage du moteur thermique 10.
Dans un exemple, le rotor peut comprendre quatre paires de pôles à aimants permanents, et le stator peut comprendre trois phases communément désignées par les lettres U, V et W, à savoir trois bobines indépendantes décalées les unes des autres de 120 degrés. Ces caractéristiques confèrent à l’ISG de bonnes performances dans les applications envisagées, aussi bien dans son fonctionnement en mode démarreur que dans son fonctionnement en mode générateur de courant.
Dans un mode de réalisation, la machine électrique peut être une machine sans balais, offrant moins de frottements et nécessitant peu ou pas de maintenance en comparaison avec une machine à balais. Les phases U, V et W sont alors commandées par des transistors, par exemple. Une information de position angulaire du rotor peut être donnée, par exemple, par trois capteurs binaires à effet Hall décalés les uns des autres de 60 degrés.
L’invention n’entend pas, toutefois, être limitée par les exemples et modes de réalisation ci-dessus de la machine 40.
La machine électrique 40 est commandée par un dispositif selon le deuxième aspect de l’invention, noté « pISG >> à la Figure 1. Le dispositif peut être, par exemple, un calculateur dédié 60. Ce calculateur peut être réalisé sous la forme d’un composant électronique autonome (dit « stand-alone », en langue anglo-saxonne), comprenant des moyens matériels et des moyens logiciels. Il génère et met en œuvre, notamment, des consignes pour la commande de la machine en mode démarreur.
Dans un mode de réalisation, ces consignes comprennent un rapport cyclique des tensions périodiques de commande du courant dans les phases U, V et W. A la Figure 1, cette information est représentée symboliquement par un signal PWM délivré par le calculateur 60.
Egalement, les consignes peuvent comprendre un angle d’avance de phase (en degrés) pour les tensions de commande du courant dans les phases U, V et W. La variation de l’avance de phase permet d’obtenir un défluxage de la machine électrique 40 utilisée en mode démarreur, ainsi qu’il sera détaillé plus loin en référence à la Figure 5. Un tel défluxage permet à la machine de fournir un couple moteur à des vitesses de rotation élevées, jusqu’à 7000 voire 8000 tours/minute environ. A la Figure 1, cette information est représentée symboliquement par un signal DEFLUX délivré par le calculateur 60.
On notera que, en pratique, le calculateur 60 délivre les tensions périodiques de commande des trois phases U, V et W du stator 41, qui portent les informations relatives aux consignes de commande de la machine 40 en mode démarreur, à travers leur rapport cyclique et leur phase.
Le groupe motopropulseur du motocycle 1 comprend enfin un système de transmission 50, et plus particulièrement une transmission à variation continue (CVT). On parle de variation continue car il n’y a pas de paliers d’étagement. En effet, contrairement aux transmissions automatiques et manuelles, la CVT ne possède aucune roue dentée. Il n’y a donc aucun engrenage qui s’emboîte l’un dans l’autre pour permettre de sélectionner un rapport de transmission déterminé parmi un nombre fini de rapports.
En référence aux schémas des Figures 3A, 3B et 3C, un système CVT consiste en un arbre menant 35 et un arbre mené 36, dont chacun dispose d’une poulie 33 et 34, respectivement, emmanchée sur l’axe de l’arbre correspondant.
Plus particulièrement, le dispositif variateur de vitesses est composé de deux poulies telles que la poulie 31 représentée à la Figure 3A, dont les gorges sont à écartement variable par l’effet de la force centrifuge. Chacune des poulies se compose de deux galets 31a et 31 b à parois coniques qui se font face. Les galets sont mobiles en rotation avec l’arbre 30 correspondant, comme illustré par la flèche 30a à la Figure 3A. L’espace entre les deux galets coniques 31a et 31 b de chaque poulie telle que la poulie 31 de la Figure 3A forme une rainure en V, dans laquelle est tendue une courroie 32. L’un des galets 31b est variable, c’est-à-dire qu’il s’approche ou s’éloigne de l’autre galet 31a en se déplaçant suivant la direction longitudinale de l’axe de l’arbre 30, comme illustré à la Figure 3A par la flèche 30b. Ce déplacement a pour effet de faire monter ou descendre la courroie 32, i.e. la faire s’éloigner ou se rapprocher, respectivement, de l’axe de l’arbre correspondant 30, en réponse à la vitesse de rotation dudit arbre 30. La courroie peut être faite de caoutchouc.
Comme montré aux Figures 3B et 3C, le transfert de puissance entre l’arbre menant 35 et l’arbre mené 36, s'effectue par la courroie 32 qui relie les deux poulies 33 et 34 entre elles. Dit autrement, le mouvement est transmis de la poulie menante 33 à la poulie menée 34 via une courroie 32. C’est ce principe qui permet de faire varier continuellement le rapport de démultiplication du moteur. L’étagement du rapport de transmission résulte de la conicité des parois des galets de chaque poulie, la courroie s’y déplaçant radialement en glissant de façon continue, sans pour autant cesser de transmettre le couple grâce aux forces de cisaillement. La poulie menante 33, qui est reliée au moteur, entraîne la poulie menée 34 qui, elle, est reliée à la roue motrice 13 du motocycle 1. En fonction de l'écartement des deux galets respectifs de chacune des poulies comme les galets 31a et 31b de la poulie 31 montrée à la Figure 3A, la courroie 32 pénètre plus ou moins près de l’axe de l’arbre 30 correspondant, et change ainsi le rapport de transmission. Le galet de chaque poulie peut glisser le long de son axe suivant la direction de la flèche 30b de la Figure 3A, afin d’ajuster en continu le rayon d’enroulement de la courroie 32 et donc, le rapport de transmission. Ceci offre ainsi des rapports infiniment et continûment variables, qui améliorent le confort de pilotage et le dynamisme du motocycle.
Avec un tel dispositif variateur centrifuge, le système CVT se met automatiquement en fonction, i.e. en embrayage, à partir d'un certain régime moteur, sans intervention du conducteur. En éliminant le coup de l’engagement de la courroie, cet embrayage centrifuge facilite la commande des gaz. De même, pour les décélérations, le système se débraie de lui-même sous un régime moteur déterminé, avant le calage du moteur. En résumé, dans un système CVT, le rapport de transmission est déterminé automatiquement par un dispositif centrifuge, en fonction de la vitesse de rotation du moteur. Plus le véhicule avance vite plus la démultiplication augmente.
En raison des caractéristiques et du mode de fonctionnement de ce dispositif centrifuge, l’embrayage n’opère qu’au-dessus d’un seuil Vth2 de la vitesse de rotation du moteur. Ce seuil est sensiblement supérieur au régime de ralenti du moteur. Dans un exemple, il peut être égal à environ 4000 tours/minute pour un régime de ralenti du moteur d’environ 1500 tours/ minute.
Dans un véhicule à deux-roues comme représenté à la Figure 1, il y a une seule commande, à savoir la poignée des gaz ou manette d’accélérateur, pour deux systèmes à commander, à savoir : la transmission de type CVT, et le système électronique de contrôle moteur assurant l’injection de carburant et l’allumage commandé. Le système de transmission par CVT et le contrôle moteur offrent un équilibre optimal entre le couple et la vitesse du moteur, ce qui permet au moteur de fonctionner aussi efficacement que possible à tout moment. En effet, le moteur fonctionne toujours à son meilleur point de fonctionnement, puisque la CVT règle le rapport de transmission de telle sorte que le régime moteur s’établisse comme si le moteur était à vide.
Enfin, le motocycle 1 comprend une batterie électrique 70, stockant l’énergie électrique nécessaire, en particulier, au fonctionnement de l’ISG en mode démarreur pour assurer la mise en rotation et le démarrage du moteur après une immobilisation prolongée du véhicule, et/ou après un arrêt de type « Stop & Go >>. Pendant le roulage du véhicule, la batterie 70 est rechargée par l’ISG fonctionnant alors en mode alternateur. Dans ce mode de fonctionnement, l’ISG est configuré pour transformer l’énergie mécanique de rotation du vilebrequin en énergie électrique apte à être stockée dans la batterie 70.
Afin de diminuer les émissions en CO2, un système « Stop & Go >> peut être mis en œuvre dans un véhicule à deux-roues de type scooter. Le système « Stop & Go >> se caractérise par l'arrêt du moteur juste avant et pendant l'immobilisation d'un véhicule (par exemple aux feux tricolores, dans les embouteillages, etc.). Ce système consiste en effet à faire caler le moteur lorsque l'on n'en a pas besoin, et à le redémarrer lorsque l’utilisateur souhaite repartir, par exemple. Le redémarrage du moteur est automatique et instantané, en réponse à une action de l’utilisateur, par exemple en réponse au « lâcher >> de la poignée de frein et/ou à la sollicitation de la poignée des gaz.
Dans le cadre de l'utilisation de ce système « Stop & Go >>, des modes de réalisation de l’invention visent à réduire le temps de montée en régime du moteur afin de compenser le temps rendu nécessaire par le redémarrage du moteur à combustion interne, afin de conserver des performances identiques à celles des véhicules n’utilisant pas de système « Stop & Go >>. Par le terme « performances », on entend par exemple le temps chronométré, dit temps de « départ arrêté >>, pour passer, par exemple, de 0 à 50 km/h lors du départ et de l’accélération du motocycle depuis une situation d’immobilité du véhicule et d’arrêt du moteur thermique.
Le redémarrage du moteur se décompose en fait en deux temps : un premier temps dit « de phasage moteur >> s'étendant entre la mise en rotation du démarreur et la première combustion dans le cylindre ; et, un deuxième temps dit « de montée en régime >> débutant à la première combustion du moteur thermique et s'achevant lorsque le régime de ralenti stable est atteint. Vient ensuite un temps d’accélération si la poignée des gaz est sollicitée par l’utilisateur en vue de faire s’élancer le motocycle.
Le temps de phasage du moteur correspond au temps nécessaire à l’ECU pour connaître la position du moteur, afin de pouvoir l’alimenter en carburant et commander l’allumage de la bougie de façon efficace. Pendant ce temps de phasage, on active le système de décompression 65, et on commande l’alterno-démarreur 40 en mode démarreur afin de faire tourner le moteur 10 grâce à l’énergie électrique emmagasinée dans la batterie 70.
Le graphe de la Figure 2 illustre une séquence de démarrage et d’accélération du moteur à partir d’un arrêt de type « Stop & Go >>, avec une commande du moteur selon l’art antérieur.
Sur cette figure, la courbe 21 montre le signal issu du capteur 62 de la position du papillon des gaz (ou signal TPS) en fonction du temps. La courbe 22 montre, en fonction du temps, le courant absorbé par l’alterno-démarreur 40 pendant la séquence de démarrage et d’accélération du moteur. Et la courbe 23 montre l’évolution en fonction du temps de la vitesse de rotation du moteur, donnée par le signal fourni par le capteur 61 de la Figure 1.
A l’instant h, le signal TPS de la courbe 21 passe brutalement de la valeur minimale correspondant à la position complètement fermée du papillon des gaz, à la valeur maximale correspondant à la position complètement ouverte dudit papillon (ou position WOT, mis pour « Wide Open Throttle >> en langue anglo-saxonne). Ce changement intervient en réponse à une action déterminée de l’utilisateur, le moteur étant arrêté et le véhicule étant immobile. Cette action peut être, par exemple, l’actionnement de la manette des gaz au niveau du guidon de la motocyclette pour demander les « pleins gaz >>.
A cet instant ti, l’alterno-démarreur 40 est activé en mode démarreur, et transforme de l’énergie électrique absorbée de la batterie 70 en énergie mécanique qui provoque la rotation de son rotor 42 et, avec lui, du vilebrequin 103 du moteur 10 auquel le rotor 42 est rigidement couplé. Cette absorption d’énergie électrique est reflétée par la courbe 22.
Parallèlement, l’ECU 20 commande l’injection d’essence dans le moteur 10 par l’injecteur 63, et commande l’allumage de la bougie via l’activation de la bobine d’allumage 64. En même temps, le système de décompression du cylindre réduit la force motrice à fournir par l’alterno-démarreur 40, et facilite ainsi le passage de la première compression dans le cylindre du moteur 10.
La première compression dans le cylindre du moteur 10 se produit à l’instant t3, et se caractérise par le front montant 24 visible sur la courbe 23 de la Figure 2 (accélération brutale de la vitesse de rotation du vilebrequin en raison de la première explosion efficace dans la chambre de combustion). A cet instant t3, le mode démarreur de l’alterno-démarreur est désactivé étant donné que le moteur thermique a maintenant démarré. En effet, les explosions efficaces s’enchaînent progressivement et de façon de plus en plus rapprochée dans le temps, à partir de l’instant t3, à mesure de la montée en régime du moteur qui est montrée par la montée globale de la courbe 23. Puis le régime moteur se stabilise, c’est-à-dire que la courbe 23 se stabilise autour d’une valeur moyenne, stable dans le temps, qui est fonction de la demande de gaz. L’alternodémarreur peut alors être activé en mode alternateur pour générer du courant, qui est utilisé par les organes électriques du véhicule qui sont consommateurs de courant, et pour recharger la batterie du véhicule.
On notera que, à partir de l’instant t3, chaque pic de la courbe 23 correspond à une explosion dans la chambre de combustion. La vitesse de rotation du moteur augmente de manière sensiblement exponentielle jusqu’à atteindre une asymptote. En l’absence de demande de gaz, cette asymptote qui correspond au régime de ralenti Vid (« idling speed >> en langue anglo-saxonne) du moteur, qui peut être par exemple de 1500 tours/minute environ, selon les modèles de moteur et les conditions de température. Lorsque le papillon des gaz est entièrement ouvert, i.e. en position WOT, l’asymptote correspond au régime maximum du moteur, par exemple 9000 tours/minute.
On notera également que, pendant l’intervalle de temps At entre l’instant t2 et l’instant t3, la vitesse de rotation du moteur est constante. En effet, l’alterno-démarreur est commandé à une vitesse de rotation maintenue inférieure au seuil de vitesse Vth1 qui permet l’activation du système de décompression du moteur. La période de temps At s’achève lorsque le moteur thermique démarre, à l’instant t3.
L'invention concerne un procédé permettant d'assister un moteur thermique de véhicule à deux-roues ou à trois-roues, monocylindre ou bicylindre, comme précédemment décrit en référence au schéma de la Figure 1. Les véhicules visés sont par exemple des scooters. II peut aussi s’agir d’autres motocycles, comme des motoneiges, ou des petits tracteurs de jardin, par exemple. La machine électrique peut être un démarreur classique ou un alterno-démarreur, c’est-à-dire une machine capable d'assurer à la fois les fonctions de démarreur du moteur thermique et d'alternateur générant du courant électrique à partir de l’énergie mécanique du moteur.
En référence au diagramme d’étapes de la Figure 4, le procédé débute à l’étape 41, alors que le moteur est arrêté suite à un arrêt automatique de type « Stop & Go >>, par une commande de l’utilisateur devant conduire au redémarrage automatique du moteur. Une telle commande peut être, par exemple, une demande de gaz exercée avec la poignée des gaz au niveau du guidon du motocycle. Cette demande de gaz provoque l’ouverture du papillon des gaz, et l’activation du signal TPS.
Le redémarrage du moteur et le départ du véhicule en réponse à la demande des gaz s’effectue en deux phases.
Dans une première phase 42, ou phase de démarrage du moteur, la décompression du cylindre est obtenue par l’activation automatique du système de décompression automatique, tant que la vitesse de rotation du moteur est inférieure au premier seuil de vitesse Vth1. Par exemple, le premier seuil est compris entre 800 et 1100 tours/minute, pour un régime de ralenti du moteur sensiblement égal à 1500 tours/minute.
La machine électrique tournante 40 est mise en service en mode démarreur pour fournir un couple moteur permettant le démarrage du moteur. Ce fonctionnement est commandé par le calculateur pISG 60, avec des premières consignes pour limiter la vitesse de rotation de la machine électrique tournante à une valeur inférieure ou égale au premier seuil de vitesse Vth1. Ceci permet de satisfaire la condition d’activation du système centrifuge de décompression du cylindre, et donc d’obtenir la décompression du cylindre permettant de faciliter le démarrage du moteur. Les premières consignes comprennent le rapport cyclique et l’avance de phase des trois tensions de phases U, V et W décalées de 120 degrés, de la machine 40. Plus particulièrement, le rapport cyclique est progressivement augmenté entre 0% et X%, où X est une valeur inférieure à 100, afin de fournir un couple moteur croissant en fonction de l’accélération du moteur entre 0 et 800 tours/minute environ. L’avance de phase peut être maintenue constante, par exemple égale à 10 degrés, car il n’y a pas besoin de défluxage de la machine.
A l’étape représentée par le test 43, l’ECU teste si le moteur a démarré ou non, c’est-à-dire si la première compression a eu lieu. Ce test peut consister à vérifier la vitesse de rotation du vilebrequin donnée par le signal RPM. Si elle est inférieure au seuil de vitesse Vth1, c’est que le moteur n’a pas démarré, et on reste dans la première phase de fonctionnement.
Si au contraire la première compression est détectée à l’étape 43, par exemple si la vitesse RPM est supérieure à Vth1, alors l’ISG passe à une seconde phase 44, venant à la suite de la phase de démarrage du moteur, et qui correspond à la montée en régime du moteur une fois qu’il est démarré.
Dans la phase 44, le moteur est commandé par l’ECU 20 afin d’accélérer sa rotation en réponse à une demande de gaz correspondante. La vitesse de rotation passe notamment au-dessus du premier seuil de vitesse Vth1, en sorte que le système de décompression est automatiquement désactivé en raison de la force centrifuge exercée sur la masselotte centrifuge. La vitesse de rotation du moteur s’élève aussi au-dessus de la vitesse de ralenti du moteur Vid, vers le plein régime du moteur, toujours en réponse à la demande de gaz 41.
Dans la phase 44, la machine électrique tournante est maintenue en service en mode démarreur, donc même après le démarrage du moteur et pour une vitesse de rotation du moteur au-dessus de la vitesse de ralenti Vid du moteur. Le fonctionnement de la machine est assuré par l’ECU 20 avec de secondes consignes pour fournir un couple moteur additionnel afin d’assister la montée en régime du moteur, au moins jusqu’à ce que la vitesse de rotation du moteur dépasse un second seuil de vitesse Vth2 correspondant au déclenchement de la transmission automatique à variation continue (CVT). Par exemple, le second seuil est sensiblement égal à 4000 tours/minute, pour un régime de ralenti du moteur sensiblement égal à 1500 tours/minute.
Les secondes consignes comprennent le rapport cyclique et l’avance de phase des trois tensions de phases U, V et W décalées de 120 degrés, de la machine 40. Plus particulièrement, le rapport cyclique est progressivement augmenté et maintenu égal à 100 %, afin de fournir le couple moteur maximum. L’avance de phase peut être augmentée jusqu’à et au-delà de 70 degrés voire 80 degrés environ. Ceci permet d’obtenir le défluxage de la machine 40, pour permettre le fonctionnement de la machine en mode démarreur (afin de fournir un couple moteur venant en supplément du couple du moteur thermique lui-même) pour une vitesse de rotation au-delà de 1000 tours/minute environ, et au moins jusqu’à la vitesse de déclenchement de la CVT.
Dans un mode de réalisation, la seconde phase comprend le maintien en service de la machine électrique avec les secondes consignes pour une vitesse de rotation du moteur au-delà du seuil de déclenchement de la transmission automatique à variation continue, si la commande des gaz correspond sensiblement à une demande de pleins gaz.
A l’étape 45, l’ECU teste le maintien ou pas de la manette des gaz en position WOT. Tant que la demande de gaz est maintenue par l’utilisateur, on reste dans la phase 44.
Inversement, en cas de relâchement de la demande de gaz, c’est la fin de la seconde phase 44 et la machine électrique tournante peut être commandée, à l’étape 46, pour fonctionner en mode générateur.
Le tableau de la Figure 5 donne les paramètres de fonctionnement de la machine électrique tournante en fonction de la vitesse de rotation du moteur (première colonne), pour des valeurs comprises entre 100 tours/ minute et 4000 tours/minute. Ces paramètres comprennent :
• Le couple moteur produit (seconde colonne), en Newton mètre (N.m) ;
• Le rapport cyclique des tensions de phases U, V et W (troisième colonne), en pourcentage (%) ;
• L’avance de phase des tensions de phases U, V et W (quatrième colonne), en degrés électriques (élec.) ;
• Le courant absorbé de la batterie (cinquième colonne), en Ampères (A) ;
• La tension batterie (sixième colonne), en Volts, et, • Le courant moyen (RMS ou « Round Means Square >>) dans les phases U, V et W (septième colonne), en Ampères.
Les trois courbes de la Figure 6 montrent l’évolution, en fonction du temps, de la vitesse de rotation RPM du moteur thermique (en nombre de tours par minute) à partir de l’ouverture du papillon des gaz qui se produit, sur la Figure, à l’instant t = 1 s, dans trois différents cas.
La courbe 61 correspond à une commande de pleins gaz alors que le moteur est déjà démarré et tourne à son régime de ralenti entre l’origine temporelle t = 0 s et l’instant t = 1 s où se produit la demande des gaz. Le régime de ralenti est établi à une vitesse Vid de l’ordre de 1500 tours/minute.
Les courbes 62 et 63 correspondent à une commande de pleins gaz reçue à l’instant t = 1 s alors que le moteur est arrêté suite à un arrêt automatique de type « Stop & Go >> : dit autrement, entre l’origine temporelle t = 0 s et l’instant t = 1 s, les courbes 62 et 63 sont toutes les deux à 0 tour/minute.
Dans le cas de la courbe 62, la machine électrique est commandée à partir de t = 1 s selon des modes de réalisation de l’invention, de manière à assister la montée en régime du moteur en fournissant du couple moteur additionnel après le démarrage du moteur, et même au-delà de son régime de ralenti. Comme on le voit, la première compression a lieu à t = 1,10 s, mais le courbe 62 rattrape la courbe 61 dans les 100 ms suivantes, et même dépasse légèrement la courbe 61. Les deux courbes 61 et 62 se rejoignent à l’instant t = 1,70 s, lorsque le moteur atteint son régime maximum sensiblement égal à 9000 tours/minute.
Dans le cas de la courbe 63, la machine électrique est commandée selon l’art antérieur, comme présenté plus haut en référence à la Figure 2. Dit autrement, la machine électrique n’est plus commandée en mode démarreur à partir du démarrage du moteur. La montée en régime du moteur thermique suit la même pente que celle des courbes 61 et 62, mais avec du retard.
Comme il découle de la comparaison entre les courbes 62 et 63, l'utilisation du procédé selon l'invention procure comme résultat que la performance au départ du véhicule après un arrêt du moteur de type « Stop & Go >> est améliorée par rapport au cas de la courbe 63 qui correspond à l’art antérieur. En fait, elle est au moins la même qu'avec un moteur non arrêté et fonctionnant à son régime de ralenti lorsque la commande des gaz est actionnée par l’utilisateur. Cela veut dire que, grâce aux modes de réalisations, le retard causé par la nécessité de redémarrer le moteur après un arrêt de type « Stop & Go » est compensé par l’utilisation de la machine électrique en mode démarreur pendant la phase de montée en régime du moteur thermique pour apporter un couple moteur supplémentaire.
Dans un autre aspect, l'invention concerne un produit programme d'ordinateur comprenant une ou plusieurs séquences d'instructions stockées sur un support de mémoire lisible par une machine comprenant un processeur, lesdites séquences d'instructions étant adaptées pour réaliser toutes les étapes du procédé selon l'invention lorsque le programme est lu dans le support de mémoire et exécuté par le processeur. Dit autrement, l'invention concerne un programme informatique comprenant des instructions qui, exécutées par un processeur, permettent la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
La présente invention a été décrite et illustrée dans la présente description détaillée et dans les figures des dessins annexés, dans des formes de réalisation possibles. La présente invention ne se limite pas, toutefois, aux formes de réalisation présentées. D’autres variantes et modes de réalisation peuvent être déduits et mis en oeuvre par la personne du métier à la lecture de la présente description et des dessins annexés.
Dans les revendications, le terme « comprendre >> ou « comporter >> n’exclut pas d’autres éléments ou d’autres étapes. Un seul processeur ou plusieurs autres unités peuvent être utilisées pour mettre en oeuvre l’invention. Les différentes caractéristiques présentées et/ou revendiquées peuvent être avantageusement combinées. Leur présence dans la description ou dans des revendications dépendantes différentes, n’excluent pas cette possibilité. Les signes de référence ne sauraient être compris comme limitant la portée de l’invention.

Claims (13)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de commande d'un moteur à combustion interne (10) avec au moins un cylindre, d’un véhicule à deux-roues ou trois-roues muni d'un système d'arrêt et de redémarrage automatique, d’un système de décompression du cylindre activé automatiquement en fonction de la vitesse de rotation du moteur, d’un système (50) de transmission automatique à variation continue (CVT, « Continuously Variable Transmission >>) déclenché automatiquement en fonction de la vitesse de rotation du moteur, et d’une machine électrique tournante (40) pouvant fonctionner en mode démarreur pour démarrer le moteur ou en mode générateur de courant pour générer du courant à partir de l’énergie mécanique du moteur, le procédé comprenant :
    • dans une première phase (42) en réponse à une commande déterminée (41) alors que le moteur est arrêté suite à un arrêt du moteur par le système d'arrêt et de redémarrage automatique :
    - la décompression du cylindre par l’activation automatique du système de décompression automatique tant que la vitesse de rotation du moteur est inférieure à un premier seuil de vitesse (Vth 1 ) déterminé ; et,
    - la mise en service de la machine électrique tournante en mode démarreur pour fournir un couple moteur permettant le démarrage du moteur, avec de premières consignes pour limiter la vitesse de rotation de la machine électrique tournante à une valeur inférieure ou égale au premier seuil de vitesse afin de permettre l’activation du système centrifuge de décompression du cylindre ; et • puis, dans une seconde phase (44), suivant le démarrage du moteur :
    - la commande du moteur afin d’accélérer sa rotation jusqu’à une vitesse de rotation au-dessus du premier seuil déterminé et au-dessus d’une vitesse de ralenti du moteur (Vid), vers le plein régime du moteur, en réponse à une demande de gaz (45) correspondante,
    - le maintien en service de la machine électrique tournante en mode démarreur, après le démarrage du moteur et pour une vitesse de rotation du moteur au-dessus de la vitesse de ralenti du moteur, avec de secondes consignes pour fournir un couple moteur additionnel afin d’assister la montée en régime du moteur, au moins jusqu’à ce que la vitesse de rotation du moteur dépasse un second seuil de vitesse (Vth2) correspondant au déclenchement de la transmission automatique à variation continue.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel, dans la seconde phase, la machine électrique est maintenue en service avec les secondes consignes pour une vitesse de rotation du moteur au-delà du seuil de déclenchement de la transmission automatique à variation continue, si la commande des gaz correspond sensiblement à une demande de pleins gaz.
  3. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, comprenant en outre un défluxage de la machine électrique tournante dans la seconde phase.
  4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les premières consignes et les secondes consignes pour le service de la machine électrique tournante en mode démarreur comprennent un rapport cyclique et une avance de phase des tensions de commande des phases de la machine électrique tournante en mode démarreur.
  5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la seconde phase se termine au relâchement de la demande de gaz, et dans lequel la machine électrique tournante est commandée pour fonctionner en mode générateur de courant après la fin de la seconde phase.
  6. 6. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le premier seuil est compris entre 800 et 1100 tours/minute et/ou le second seuil est sensiblement égal à 4000 tours/minute, pour un régime de ralenti du moteur sensiblement égal à 1500 tours/minute.
  7. 7. Utilisation d’un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 dans un véhicule à deux-roues ou trois-roues monocylindre ou bicylindre ayant une cylindrée comprise entre 50 cm3 et 250 cm3, de préférence entre 50 cm3 et 150 cm3, et plus préférentiellement encore entre 50 cm3 et 125 cm3.
  8. 8. Dispositif de commande d’une machine électrique tournante pouvant fonctionner en mode démarreur ou en mode générateur de courant, d’un véhicule à deuxroues ou trois-roues équipé d'un moteur à combustion interne avec au moins un cylindre, d'un système d'arrêt et de redémarrage automatique du moteur, d’un système centrifuge de décompression du cylindre, et d’un système de transmission automatique à variation continue (CVT, « Continuously Variable Transmission »), le dispositif comprenant :
    • des moyens pour, en réponse à une commande déterminée lorsque le moteur est arrêté et le véhicule suite à un arrêt du moteur par le système d'arrêt et de redémarrage automatique du moteur, mettre en service la machine électrique tournante en mode démarreur pour fournir un couple moteur permettant le démarrage du moteur, avec de premières consignes pour limiter la vitesse de rotation de la machine électrique tournante à une valeur inférieure ou égale au premier seuil de vitesse (Vth1) déterminé permettant l’activation du système centrifuge de décompression du cylindre; et, • des moyens pour maintenir en service la machine électrique tournante en mode démarreur après le démarrage du moteur et pour une vitesse de rotation du moteur au-dessus de la vitesse de ralenti du moteur avec de secondes consignes pour fournir un couple moteur additionnel afin d’assister la montée en régime du moteur, en réponse à une demande de gaz (45) correspondante, au moins jusqu’à ce que la vitesse de rotation du moteur dépasse un second seuil de vitesse (Vth2) déterminé correspondant au déclenchement de la transmission automatique à variation continue.
  9. 9. Dispositif selon la revendication 8 comprenant en outre des moyens pour maintenir en service la machine électrique pour une vitesse de rotation du moteur au-delà du seuil de déclenchement de la transmission automatique à variation continue, si la commande des gaz correspond sensiblement à une demande de pleins gaz.
  10. 10. Dispositif selon la revendication 8 ou la revendication 9, comprenant en outre des moyens de défluxage de la machine électrique tournante dans la seconde phase.
  11. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, dans lequel les premières consignes et les secondes consignes pour le service de la machine électrique tournante en mode démarreur comprennent un rapport cyclique et une avance de phase des tensions de commande des phases de la machine électrique tournante en mode démarreur.
  12. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, comprenant en outre des moyens pour commander le fonctionnement de la machine électrique tournante en mode générateur de courant en réponse au relâchement de la demande de gaz.
  13. 13. Produit programme d'ordinateur comprenant une ou plusieurs séquences d'instructions stockées sur un support de mémoire lisible par une machine comprenant un processeur, lesdites séquences d'instructions étant adaptées pour réaliser toutes les étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 lorsque le programme est lu dans le support de mémoire et exécuté par le processeur.
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