FR3088278A1 - Procede de gestion d'embrayage hybride - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un procédé de démarrage d'un moteur thermique d'une chaîne de transmission de véhicule automobile hybride, dans laquelle un embrayage de connexion (4) intercalé entre le moteur thermique (2) et le moteur électrique (5) pour transmettre un couple entre le moteur thermique (2) et le moteur électrique (5) et un embrayage principal (6) intercalé entre la boîte de vitesse (7) et le moteur électrique (5), Dans lequel, depuis un état initial (12) dans lequel le moteur électrique (5) génère un couple d'entraînement et le moteur thermique (2) est à l'arrêt, l'embrayage principal (6) est maintenu dans un état fermé de manière à transmettre le couple généré par le moteur électrique (5) à la boîte de vitesses (7) et l'embrayage de connexion (4) est commandé de manière à transmettre un couple d'entraînement entre le moteur électrique (5) et le moteur thermique (2) et exercer une fonction de limiteur de couple entre le moteur thermique (2) et le moteur électrique (5) afin de limiter la transmission d'acyclismes entre le moteur thermique (2) et le moteur électrique (5).

Description

Description [Titre de l'invention : Procédé de gestion d’embrayage hybride
Domaine technique [0001] L’invention se rapporte au domaine des véhicules hybrides.
Arrière-plan technologique [0002] L’objectif de réduction des émissions conduit à utiliser de plus en plus un moteur électrique et un moteur thermique en combinaison sur les véhicules. Une architecture de prédilection est l’architecture où un moteur électrique est inséré entre un moteur thermique et une boîte de vitesses. Afin d’éviter les pertes dans le moteur thermique lorsque seul le moteur électrique génère un couple à destination des roues du véhicule, en particulier afin d’éviter la compensation des pertes par pompage par le moteur électrique, un embrayage de connexion intercalé entre le moteur thermique et le moteur électrique est maintenu ouvert pour interrompre la liaison mécanique entre le moteur électrique et le moteur thermique à l’arrêt.
[0003] D’une manière générale le véhicule décolle à l’aide du moteur électrique et bascule ensuite en fonctionnement à l’aide du moteur thermique quand le superviseur de la chaîne de transmission le décide en fonction de l’état de charge batterie du moteur électrique ou en fonction de la puissance demandée à la roue par le conducteur. Le moteur thermique est alors démarré par l’intermédiaire du moteur électrique et de l’embrayage de connexion.
[0004] Dans l’art antérieur, l’embrayage principal est maintenu en glissement pendant que le moteur thermique démarre pour filtrer les à-coups de couple liés aux premières combustions ce qui génère des pertes dans l’embrayage principal qui doivent être compensées par une consommation de carburant.
Résumé [0005] Une meilleure approche consiste à garder l’embrayage principal engagé pour éviter cette dissipation inutile et compenser les pertes de couple liées aux premières combustions du moteur thermique avec le moteur électrique et le pilotage de l’embrayage de connexion et du moteur thermique. L’invention se propose de décrire les différentes étapes et processus de contrôle du moteur électrique, de l’embrayage de connexion et du moteur thermique afin de réaliser le démarrage de ce dernier.
[0006] Une idée à la base de l’invention est de proposer un procédé de contrôle d’une chaîne de transmission qui soit simple, efficace, fiable. En particulier, une idée à la base de l’invention est d’éviter les pertes au niveau de l’embrayage principal. Une idée à la base de l’invention est de compenser les pertes de couple liées aux premières combustions en pilotant le moteur électrique, l’embrayage de connexion et le moteur thermique.
[0007] Selon un mode de réalisation, l’invention fournit un procédé de gestion du démarrage d’un moteur thermique d’une chaîne de transmission de véhicule automobile, la chaîne de transmission comportant :
- un moteur thermique,
- un moteur électrique,
- une boîte de vitesses,
- un embrayage de connexion disposé entre le moteur thermique et le moteur électrique pour transmettre un couple entre le moteur thermique et le moteur électrique,
- un embrayage principal disposé entre la boîte de vitesse et le moteur électrique pour transmettre un couple entre le moteur électrique et la boîte de vitesses,
- un amortisseur de torsion disposé entre le moteur thermique et l’embrayage de connexion, l’amortisseur de torsion présentant une plage de fonctionnement définie entre un couple seuil direct et un couple seuil rétro, dans lequel, depuis un état initial dans lequel le moteur électrique génère un couple d’entraînement et le moteur thermique est à l’arrêt, l’embrayage principal est maintenu dans un état engagé de manière à transmettre le couple généré par le moteur électrique à la boîte de vitesses et l’embrayage de connexion est commandé de manière à transmettre un couple d’entraînement du moteur électrique vers le moteur thermique afin de démarrer le moteur thermique et exercer une fonction de limiteur de couple entre le moteur thermique et le moteur électrique afin de limiter le couple transitant par l’amortisseur de torsion dans la plage de fonctionnement dudit amortisseur de torsion.
[0008] Grâce à ces caractéristiques, il est possible de démarrer le moteur thermique sans pertes au niveau de l’embrayage principal. En particulier, il est possible de démarrer le moteur thermique sans glissement au niveau de l’embrayage principal en utilisant l’embrayage de connexion comme un limiteur de couple permettant de limiter la transmission d’acyclismes dans la chaîne de transmission. Par ailleurs, la commande de l’embrayage de connexion permet de maîtriser l’entraînement du moteur thermique par le moteur électrique sans nécessiter de compenser les pertes liées aux acyclismes de démarrage du moteur thermique par le moteur électrique. En outre, la commande de l’embrayage de connexion permet de limiter le couple transitant par l’amortisseur de torsion afin d’éviter la mise en saturation dudit amortisseur de torsion.
[0009] Selon d’autres modes de réalisation avantageux, un tel procédé peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
[0010] Selon un mode de réalisation, l’embrayage de connexion est dans une position de point de léchage lorsque le régime du moteur thermique devient supérieur au régime du moteur électrique. La position de point de léchage de l'embrayage de connexion correspond à une position dudit embrayage de connexion à partir de laquelle l’embrayage est susceptible de transmettre un couple non nul.
[0011] Selon un mode de réalisation, le procédé comporte en outre :
- une première étape d’engagement de l’embrayage de connexion jusqu’à une position dans laquelle un couple d’entraînement est transmis du moteur électrique vers le moteur thermique afin d’entraîner en rotation ledit moteur thermique et le démarrer,
- une étape d’augmentation du régime du moteur thermique après son démarrage ;
- une étape de déplacement de l’embrayage de connexion vers une position ouverte dudit embrayage de connexion avant que le régime du moteur thermique ne devienne supérieur au régime du moteur électrique ; et
- une deuxième étape d’engagement de l’embrayage de connexion, après que le régime du moteur thermique soit devenu supérieur au régime du moteur électrique, dans laquelle l’embrayage de connexion est engagé de manière à transmettre un couple permettant de synchroniser le régime du moteur thermique et le régime du moteur électrique.
[0012] Grâce à ces caractéristiques, le moteur thermique et l’embrayage de connexion sont commandés de manière à éviter les chocs dans la chaîne de transmission lorsque le régime du moteur thermique dépasse le régime du moteur électrique. En particulier, cette ouverture de l’embrayage de connexion évite de ressentir par le conducteur l’inversion de sens de rotation de l’amortisseur de torsion lorsque le régime du moteur thermique dépasse le régime du moteur électrique. En outre, ces caractéristiques permettent une synchronisation simple et fiable du régime du moteur thermique et du régime du moteur électrique.
[0013] Selon un mode de réalisation, la première étape d’engagement de l’embrayage de connexion comporte une phase de pré-positionnement de l’embrayage de connexion dans laquelle l’embrayage de connexion est déplacé vers une position de point de léchage et le régime du moteur électrique est augmenté, et une phase d’engagement de l’embrayage de connexion de manière à augmenter le couple transmissible par ledit embrayage de connexion jusqu’à transmettre un couple d’entraînement du moteur électrique vers le moteur thermique. Cette augmentation du régime du moteur électrique et le prépositionnement de l’embrayage de connexion permet d’anticiper le couple résistant du moteur thermique.
[0014] Selon un mode de réalisation, le procédé comporte en outre une étape de calcul d’une consigne de couple de prépositionnement en fonction du couple seuil rétro de l’amortisseur de torsion, et dans lequel l’injection dans le moteur thermique est démarrée et le moteur thermique est commandé en fonction de ladite consigne de couple de prépositionnement avant que le régime du moteur thermique ne devienne supérieur au régime du moteur électrique. Ainsi, la consigne de couple de prépositionnement est déterminée de manière à ce que le couple transitant par l’amortisseur de torsion demeure dans la plage de fonctionnement dudit amortisseur de torsion lors du démarrage du moteur thermique. Ainsi, il est possible de limiter l’usure et la dégradation de l’amortisseur de torsion et d’augmenter sa durée de vie. Ces caractéristiques permettent ainsi d’éviter les sur-couples susceptibles d’endommager des composants de la chaîne de transmission.
[0015] Selon un mode de réalisation, l’injection dans le moteur thermique est démarrée lorsque le régime du moteur thermique atteint un régime seuil. Selon un mode de réalisation, le régime seuil est en dessous d’un régime de synchronisation entre le régime du moteur thermique et le régime du moteur électrique et l’embrayage de connexion est dans une position d’engagement glissante lors du démarrage de l’injection dans le moteur thermique. Selon un mode de réalisation, le régime seuil est supérieur à un régime de synchronisation entre le régime du moteur thermique et le régime du moteur électrique et l’embrayage de connexion est dans une position ouverte lors du démarrage de l’injection dans le moteur thermique.
[0016] Selon un mode de réalisation, le procédé comporte en outre une étape de calcul d’une consigne de couple de prépositionnement en fonction du couple seuil direct de l’amortisseur de torsion, et dans lequel le moteur thermique est commandé en fonction de ladite consigne de couple de prépositionnement après que le régime du moteur thermique ne devienne supérieur au régime du moteur électrique.
[0017] Ainsi, la consigne de couple de prépositionnement est déterminée de manière à ce que le couple transitant par l’amortisseur de torsion demeure dans la plage de fonctionnement dudit amortisseur de torsion lors de la synchronisation des régimes moteurs du moteur thermique et du moteur électrique. Ainsi, il est possible de limiter l’usure et la dégradation de l’amortisseur de torsion et d’augmenter sa durée de vie.
[0018] Selon un mode de réalisation, l’étape de calcul d’une consigne de couple de prépositionnement comporte les étapes de :
- calculer un débattement de l’amortisseur de torsion,
- calculer une accélération maximale du moteur thermique pour atteindre un couple seuil de l’amortisseur de torsion en fonction du débattement de l’amortisseur de torsion, dudit couple seuil, et d’une variable représentative de l’accélération du moteur thermique, ledit couple seuil étant fonction du débattement de l’amortisseur de torsion,
- calculer la consigne de couple de prépositionnement en fonction de l’accélération maximale du moteur thermique.
[0019] Selon un mode de réalisation, l’étape de calcul d’une consigne de couple de prépositionnement comporte en outre une étape de calcul d’une consigne de commande modulée du moteur thermique en fonction de l’accélération maximale calculée, la consigne de couple de prépositionnement étant calculée en fonction de ladite consigne de commande modulée. La consigne de couple de prépositionnement est par exemple modulée en fonction d’une accélération cible au moyen d’un correcteur de type P+l avec boucle fermée sur l’accélération.
[0020] La variable représentative de l’accélération du moteur thermique peut prendre différentes formes. Selon un mode de réalisation, la variable représentative de l’accélération du moteur thermique est l’accélération mesurée du moteur thermique.
[0021] Selon un mode de réalisation, le couple seuil est le couple seuil direct lorsque le débattement de l’amortisseur de torsion correspond à un débattement selon le sens direct, c’est-à-dire un débattement de l’amortisseur de torsion lié à un couple transitant du moteur thermique vers le moteur électrique. Selon un mode de réalisation, le couple seuil est le couple seuil rétro lorsque le débattement de l’amortisseur de torsion correspond à un débattement selon le sens rétro, c’est-à-dire un débattement lié à un couple transitant du moteur électrique vers le moteur thermique. Autrement dit, le couple seuil est le couple seuil rétro lorsque le régime du moteur thermique est inférieur au régime du moteur électrique et le couple seuil est le couple seuil direct lorsque le régime du moteur thermique est supérieur au régime du moteur électrique.
[0022] Selon un mode de réalisation, le procédé comporte en outre une étape de calcul d’une consigne d’embrayage de connexion en fonction de la consigne de couple de prépositionnement et du couple seuil de l’amortisseur de torsion, la position de l’embrayage de connexion étant commandé en fonction de ladite consigne d’embrayage de connexion avant que le régime du moteur thermique ne devienne supérieur au régime du moteur électrique.
[0023] Selon un mode de réalisation, le procédé comporte en outre une étape de calcul d’une consigne d’embrayage de connexion en fonction de la consigne de couple de prépositionnement et du couple seuil rétro de l’amortisseur de torsion, la position de l’embrayage de connexion étant commandée en fonction de ladite consigne d’embrayage de connexion après que le régime du moteur thermique ne devienne supérieur au régime du moteur électrique.
[0024] Grâce à ces caractéristiques, il est possible de contrôler le couple transitant par l’embrayage de connexion de manière à éviter la mise en saturation de l’amortisseur de torsion. Ainsi, il est possible de limiter l’usure et la dégradation de l’amortisseur de torsion et d’augmenter sa durée de vie. Ces caractéristiques permettent ainsi d’éviter les surcouples susceptibles d’endommager des composants de la chaîne de transmission.
[0025] Selon un mode de réalisation, l’étape de calcul de la consigne d’embrayage de connexion comporte les étapes de :
- mesurer une accélération du moteur thermique,
- calculer une correction de consigne de couple en fonction de l’accélération du moteur thermique mesurée et de l’accélération maximale du moteur thermique,
- calculer une consigne de couple corrigée en fonction de la correction de consigne de couple et de la consigne de couple de prépositionnement,
- calculer la consigne d’embrayage de connexion en fonction de la consigne de couple de prépositionnement et de la consigne de couple corrigée.
[0026] Selon un mode de réalisation, l’étape de calcul de la consigne d’embrayage de connexion comporte en outre une étape de comparaison de l’accélération du moteur thermique mesurée et de la consigne d’accélération modulée.
[0027] Selon un mode de réalisation, le calcul de la correction de consigne de couple est effectué en fonction de l’écart entre l’accélération du moteur thermique mesurée et de la consigne d’accélération modulée.
[0028] Selon un mode de réalisation, l’étape de calcul de la consigne d’embrayage de connexion comporte les étapes de :
- calculer une consigne de régime du moteur thermique en fonction de l’accélération maximale calculée,
- mesurer un régime du moteur thermique,
- comparer le régime mesuré et la consigne de régime du moteur thermique,
- calculer une correction de consigne de couple en fonction de l’écart entre le régime mesuré et la consigne de régime du moteur thermique,
- calculer une consigne de couple corrigée en fonction de la correction de consigne de couple et de la consigne de couple de prépositionnement,
- calculer la consigne d’embrayage de connexion en fonction de la consigne de couple de prépositionnement et de la consigne de couple corrigée.
[0029] Selon un mode de réalisation, le calcul de la correction de consigne de couple est modulé en fonction de la consigne d’embrayage de connexion. Grâce à ces caractéristiques, la correction de consigne de couple est parfaitement maîtrisée.
Brève description des figures [0030] L’invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés.
[0031] [fig. 1 ] La figure 1 est une représentation schématique d’une chaîne de transmission hybride de véhicule automobile ;
[0032] [fig.2] La figure 2 est un graphique illustrant le couple transmissible par l’embrayage de connexion, le régime du moteur électrique et le régime du moteur thermique dans la chaîne de transmission de la figure 1 au cours d’une séquence de démarrage du moteur thermique ;
[0033] [fig.3] La figure 3 est un diagramme illustrant le procédé de commande du moteur électrique et du moteur thermique de la figure 1 lors d’une phase de début d’entraînement du moteur thermique ;
[0034] [fig.4] La figure 4 est un diagramme illustrant une variante du procédé de commande du moteur thermique et du moteur électrique de la figure 3 ;
[0035] [fig.5] La figure 5 est un diagramme illustrant un exemple de mode de réalisation de la modulation de la consigne de couple du moteur thermique.
Description des modes de réalisation [0036] La figure 1 représente de façon schématique une chaîne de transmission 1 d’un véhicule hybride.
[0037] Cette chaîne de transmission 1 comprend successivement, dans l'exemple considéré, suivant un chemin de transmission du couple, un moteur thermique 2, un amortisseur de torsion 3, tel qu’un double volant amortisseur, un premier embrayage appelé ci-après embrayage de connexion 4, un moteur électrique 5, un deuxième embrayage appelé ciaprès embrayage principal 6 et une boîte de vitesses 7. Cette chaîne de transmission 1, et plus particulièrement la boîte de vitesses 7, est connectée aux roues 8 du véhicule. Dans cette chaîne de transmission 1, le moteur électrique 5 est disposé, suivant le chemin de transmission du couple, entre le moteur thermique 2 et la boîte de vitesses 7. Le moteur électrique 5 peut être dans une position alignée avec la chaîne de transmission ou désalignée avec la chaîne de transmission. Dans le cas d’un moteur électrique 5 désaligné, un axe du moteur électrique 5 est relié à la chaîne de transmission par une courroie, une chaîne, une cascade de pignons ou tout autre moyen de liaison adapté. Par ailleurs, l’embrayage principal 6 peut être un double embrayage, le lockup d’un convertisseur de couple ou autre.
[0038] Dans un mode de transmission électrique, le moteur électrique 5 génère seul le couple permettant d’entraîner les roues 8 et le moteur thermique 2 est à l’arrêt. Afin d’éviter les pertes dans le moteur thermique 2, l’embrayage de connexion 4 est maintenu dans une position ouverte pour interrompre la liaison mécanique entre le moteur électrique 5 et le moteur thermique 2.
[0039] D’une manière générale le véhicule décolle au moyen du moteur électrique 5 et le moteur thermique 2 est mis en fonctionnement quand le superviseur de chaîne de transmission 1 le décide, par exemple en fonction de l’état de charge de la batterie associée au moteur électrique 5 ou en fonction de la puissance requise par le conducteur. Le moteur thermique 2 est alors démarré par l’intermédiaire du moteur électrique 5 et de l’embrayage de connexion 4.
[0040] La figure 2 comporte un premier graphique illustrant un couple 9 maximum transmissible par l’embrayage de connexion 4 au cours du démarrage du moteur thermique 2 et un deuxième graphique illustrant le régime 10 du moteur électrique 5 et le régime 11 du moteur thermique 2 lors de ce démarrage du moteur thermique 2. La courbe 9 illustrant le couple maximum transmissible par l’embrayage de connexion correspond à une position dudit embrayage de connexion 4. Typiquement, depuis une position de point de léchage correspondant à un état d’engagement de l’embrayage de connexion 4 à partir duquel un couple peut être transmis par l’embrayage de connexion 4, plus l’embrayage de connexion se déplace vers un état d’engagement maximal plus le couple 9 transmissible maximal est important.
[0041] Dans un état initial 12, comme indiqué ci-dessus, le moteur thermique 2 est à l’arrêt et seul le moteur électrique 5 produit un couple transmis à la boîte de vitesse 7 par l’intermédiaire de l’embrayage principal 6 qui est alors dans une position engagée. L’embrayage de connexion 4 est lui dans une position ouverte et ne permet pas de transmettre de couple entre le moteur thermique 2 et le moteur électrique 5. Ainsi, aucun couple 9 ne transite entre le moteur électrique 5 et le moteur thermique 2.
[0042] Pour une question de lisibilité, afin de différencier les différentes positions d’ouverture de l’embrayage de connexion 4, la courbe 9 est négative entre une position d’ouverture maximale dudit embrayage de connexion 4 et la position de point de léchage. Ainsi, dans l’état d’ouverture maximal de l’embrayage de connexion 4, la courbe 9 est négative bien que le couple transmissible par ledit embrayage de connexion soit nul. En outre, lorsque l’embrayage de connexion 4 se déplace depuis la position d’ouverture maximale dudit embrayage de connexion 4 en direction de la position de point de léchage, la courbe 9 reste négative mais augmente en direction de l’axe des abscisses bien qu’au cours de ce déplacement le couple transmissible maximal par l’embrayage de connexion 4 demeure nul.
[0043] Dans cet état initial 12, le moteur électrique 5 présente un régime 10 positif. Inversement, le moteur thermique 2 étant à l’arrêt dans cet état initial 12 présente un régime 11 nul.
[0044] Lors d’une première étape 13 du démarrage du moteur thermique 2, l’embrayage de connexion 4 et le moteur électrique 5 sont pré-positionnés pour permettre le démarrage du moteur thermique 2. Pour cela, lors d’une première phase 14, l’embrayage de connexion 4 est positionné au point de léchage dudit embrayage de connexion 4. Ce positionnement de l’embrayage de connexion 4 au point de léchage permet de préparer la phase de démarrage du moteur thermique 2.
[0045] Durant cette première phase 14, le moteur électrique 5 et l’embrayage principal 6 sont contrôlés pour que le moteur électrique 5 transmettre un couple aux roues apte à maintenir la vitesse ou l’accélération du véhicule correspondant à la demande du conducteur.
[0046] Par ailleurs, dans le même temps, le régime 10 du moteur électrique 5 est augmenté afin d’anticiper l’engagement de l’embrayage de connexion 4. Puis, lors d’une deuxième phase 15 de cette première étape 13 de pré-positionnement, c’est-à-dire lorsque le régime 10 du moteur électrique 5 est suffisant, l’embrayage de connexion 4 est déplacé en direction d’une position totalement position engagée afin de permettre une augmentation du couple 9 maximal transmissible par l'embrayage de connexion 4. Ce prépositionnement est réalisé en boucle ouverte de manière à obtenir un couple transmis par l’embrayage de connexion 4 qui est calculé en fonction d’une consigne de couple maximal transmissible par l’embrayage de connexion 4 afin de limiter le débattement de l’amortisseur de torsion 3. Dans le même temps, le moteur électrique 5 et l’embrayage principal 6 sont toujours contrôlés pour que le moteur électrique 5 transmettre un couple aux roues apte à maintenir la vitesse ou l’accélération du véhicule correspondant à la demande du conducteur.
[0047] Du fait de l’engagement de l’embrayage de connexion 4, le moteur électrique 5 voit son régime 10 diminuer du fait du couple résistant généré par le moteur thermique 2 qui est encore à l’arrêt.
[0048] L’engagement de l’embrayage de connexion 4 permet une augmentation du couple 9 maximal transmissible par l’embrayage de connexion 4 jusqu’à une valeur suffisante pour permettre l’entraînement du moteur thermique 2 par le moteur électrique 5. Autrement dit, lors d’une deuxième étape 16, l’embrayage de connexion 4 étant engagé, le couple généré par le moteur électrique 5 est transmis au moteur thermique 2 via l’embrayage de connexion 4. Ainsi, le couple 9 transitant par l’embrayage de connexion 4 entraîne le moteur thermique 2 en rotation. Cet entraînement se traduit par une augmentation du régime 11 du moteur thermique 2 comme illustré sur la figure 2.
[0049] L’entraînement en rotation du moteur thermique 2 se décompose en deux phases, une première phase 17 durant laquelle le moteur thermique 2 est entraîné en rotation par le seul moteur électrique 5 et une deuxième phase 18 durant laquelle le moteur thermique 2 génère lui-même un couple.
[0050] La première phase 17 correspond à un entraînement du moteur thermique 2 par le moteur électrique 5 afin de démarrer l’injection dans le moteur thermique 2. Durant cette première phase 17, le moteur électrique 5 et l’embrayage principal 6 sont contrôlés pour que le moteur électrique 5 transmettre un couple aux roues apte à maintenir la vitesse ou l’accélération du véhicule correspondant à la demande du conducteur.
[0051] Dès lors que la mesure de l’accélération du moteur thermique 2 est possible, on ajoute à la consigne de couple en pré-positionnement en boucle ouverte de l’embrayage de connexion 4 une consigne de couple issue de la régulation par l’embrayage de connexion 4 de l’accélération du régime 11 du moteur thermique 2 déduite du couple maximal transmissible par l’embrayage de connexion 4 limité en fonction du débattement maximal de l’amortisseur de torsion 3 et de la valeur de l’inertie en amont de l’embrayage de connexion 4, définie par l’inertie moteur du moteur thermique 2, l’inertie de l’amortisseur de torsion 3 et le plateau d’embrayage de connexion 4.
[0052] La deuxième phase 18 correspond à une phase durant laquelle le régime moteur du moteur thermique 2 est suffisant pour démarrer l’injection dans le moteur thermique 2 et entraîner ledit moteur thermique 2 en rotation. La jonction entre les deux phases est illustrée schématiquement sur la figure 2 par la marque 19 qui correspond donc au moment du démarrage du moteur thermique 2 durant lequel le régime 11 dudit moteur thermique est suffisant pour démarrer l’injection nécessaire à faire fonctionner ledit moteur thermique 2.
[0053] Lorsque l’injection dans le moteur thermique 2 est suffisante pour entraîner en rotation le moteur thermique 2, c’est-à-dire au cours de la deuxième phase 18, l’embrayage de connexion 4 est déplacé vers la position de point de léchage. Autrement dit, en fin de cette deuxième phase 18, quand le régime 11 du moteur thermique 2 s’approche du croisement avec le régime 10 du moteur électrique 5, on désengage l’embrayage de connexion 4 en boucle ouverte. Ainsi, comme illustré sur la figure 2, le couple 9 maximal transmissible par l’embrayage de connexion 4 diminue progressivement entre l’instant 19 correspondant au démarrage du moteur thermique 2 et l’instant ou le régime 11 du moteur thermique 2 atteint le régime 10 du moteur électrique 5. Le déplacement de l’embrayage de connexion 4 vers sa position ouverte permet de limiter la transmission de couple entre le moteur thermique 2 et le moteur électrique 5 durant la deuxième phase 18 de démarrage du moteur thermique 2. Cette déconnexion entre le moteur électrique 5 et le moteur thermique 2 permet de ne pas transmettre au moteur électrique 5, et donc à la boîte de vitesses 7, les acyclismes générés par le moteur thermique 2 lors de cette deuxième phase 18 du démarrage du moteur thermique 2. En effet, durant cette deuxième phase 18 du démarrage du moteur thermique 2, les acyclismes générés par le moteur thermique 2 sont particulièrement importants et sont donc préjudiciables à la chaîne de transmission 1 et au ressenti conducteur.
[0054] Par ailleurs, comme illustré sur la figure 2, l’embrayage de connexion 4 est commandé pour atteindre une position ouverte proche du point de léchage lorsque le régime 11 du moteur thermique 2 atteint le régime 11 du moteur électrique 5. En effet, cette ouverture de l’embrayage de connexion 4 permet d’éviter les chocs lorsque le régime 11 du moteur thermique 2 atteint et dépasse le régime 10 du moteur électrique 5.
[0055] Lorsque le régime 11 du moteur thermique 2 atteint le régime 10 du moteur électrique 5, le moteur thermique 2 et le moteur électrique 5 peuvent être associés pour générer conjointement le couple moteur permettant le déplacement du véhicule. Ainsi, lors d’une troisième étape 20, l’embrayage de connexion 4 est déplacé en direction de la position totalement engagée afin de permettre la transmission de couple entre le moteur thermique 2 et le moteur électrique 5. Cet engagement de l’embrayage de connexion 4 permet de synchroniser le régime 10 du moteur électrique 5 et le régime 11 du moteur thermique 2. Cet engagement de l’embrayage de connexion 4 se traduit par une augmentation du couple 9 maximal transmissible par ledit embrayage de connexion 4, comme illustré sur la figure 2.
[0056] Durant la phase de synchronisation correspondant à cette troisième étape, 20 le régime moteur 11 du moteur thermique 2 est régulé et l’embrayage de connexion 4 est déplacé vers sa position engagée avec un pré-positionnement en couple correspondant au couple moteur corrigé avec une régulation en glissement de la vitesse d’embrayage de connexion 4 pour éviter les oscillations de couple et s’assurer que l’accélération du moteur thermique 2 et du moteur électrique 5 soient très proches à la synchronisation des régimes.
[0057] Une fois synchronisé l’embrayage de connexion est porté en boucle ouverte à sa capacité de couple maximale. En effet, dès lors que le moteur thermique 2 et le moteur électrique 5 sont synchronisés, alors lesdits moteurs 2, 5 peuvent être commandés conjointement pour générer le couple souhaité par le conducteur du véhicule et l’embrayage de connexion 4 peut être déplacé vers sa position engagée, comme cela est illustré par l’augmentation du couple 9 maximal transmissible par l’embrayage de connexion 4 et les augmentations de régime 11,12 correspondantes et synchronisées.
[0058] Comme expliqué ci-dessus, le démarrage de l’injection dans le moteur thermique 2 peut être déclenchée dès qu’un régime moteur 11 du moteur thermique 2 est suffisant, par exemple à un régime moteur 11 de l’ordre de 600 à 700 tours minutes. Cependant, dans un mode de réalisation non illustré, l’injection dans le moteur thermique 2 peut être déclenchée lorsque le régime 11 du moteur thermique 2 atteint une vitesse supérieure au régime moteur 10 du moteur électrique 5 et que l’embrayage de connexion 4 est dans une position ouverte ou proche du point de léchage. Dès lors, lorsque le moteur thermique 2 est démarré, c’est-à-dire que l’injection dans ledit moteur thermique 2 est opérationnelle, ledit moteur thermique 2 est piloté en régime de manière à amener son régime moteur 11 proche du régime moteur 10 du moteur électrique 5 par excès, la synchronisation étant réalisée à partir d’un régime 11 du moteur thermique 2 supérieur au régime 10 du moteur électrique 5.
[0059] Lors du démarrage du moteur thermique 2, les acyclismes générés par le moteur thermique 2 sont au moins partiellement amortis par l’amortisseur de torsion 3 intercalé entre le moteur thermique 2 et l’embrayage de connexion 4. Toutefois, un couple transitant par l’embrayage de connexion 4 durant les deux phases 17, 18 de démarrage du moteur thermique 2, les déformations de l’amortisseur de torsion 3 sont également liées au couple généré par le moteur électrique 5 et transitant par l’embrayage de connexion 4. Ainsi, l’amortisseur de torsion 3 peut subir des déformations importantes pouvant l’amener en saturation, ce qui ne permettrait plus d’assurer un filtrage des acyclismes et ne permettrait pas une protection efficace des différents éléments de la chaîne de transmission 1.
[0060] Pour éviter cela, le procédé de démarrage prévoit de moduler le couple généré par le moteur thermique 2 et le couple 9 maximal transmissible par l’embrayage de connexion 4.
[0061] La figure 3 illustre un diagramme représentant les différentes étapes mises en œuvre par ce procédé de modulation de la phase 17. Un tel procédé est par exemple mis en œuvre au niveau d’un organe de commande des différents éléments de la chaîne de transmission 1 et utilise des capteurs ad hoc destinés à mesurer les paramètres utiles audit procédé, tels que des accéléromètres, des capteurs de vitesse, capteurs de force ou autres. Dans un mode de réalisation préférentiel, on utilise plus particulièrement le capteur de régime moteur ou l’information de régime moteur transmise via le réseau par le calculateur moteur thermique.
[0062] Lors d’une première étape 21, une estimation de la déformation de l’amortisseur de torsion 3 est calculée. Cette déformation de l’amortisseur de torsion 3 est calculée en fonction du régime 11 du moteur thermique 2, du régime 10 du moteur électrique 5, du couple 22 généré par le moteur thermique 2 et du couple 23 généré par le moteur électrique 5.
[0063] Une deuxième étape 24 consiste à calculer une accélération maximale au-delà de laquelle l’amortisseur de torsion 3 serait en saturation, c’est-à-dire dans une position de débattement maximale au-delà de laquelle les organes d’amortissement dudit amortisseur de torsion 3 ne sont plus en mesure d’amortir les acyclismes du moteur thermique 2. Cette accélération maximale est déterminée en fonction du débattement actuel 25 de l’amortisseur de torsion 3 calculé lors de l’étape 21, du débattement maximal 26 de l’amortisseur de torsion 3 et de la consigne d’accélération 27 du moteur thermique 2.
[0064] Le débattement maximal 26 d’un amortisseur de torsion 3 est propre à chaque amortisseur de torsion 3, autrement dit ce débattement maximal 26 est une donnée prédéfinie par exemple donnée par le constructeur dudit amortisseur de torsion 3. Il correspond généralement au débattement angulaire à partir duquel les spires des ressorts viennent en butée les unes contre les autres ou les ressorts sont court-circuités afin de les protéger. Ce débattement maximal est défini pour une rotation des éléments de l’amortisseur de torsion selon les deux sens de rotation possibles. L’amortisseur de torsion 3 présente donc un couple seuil direct au-delà duquel l’amortisseur de torsion est en saturation lorsque le couple généré par le moteur thermique 2 est supérieur au couple généré par le moteur électrique 5 et que la différence entre le couple du moteur thermique 2 et le couple du moteur électrique 5 est supérieure audit couple seuil direct. De même, l’amortisseur de torsion présente un couple seuil rétro au-delà duquel l’amortisseur de torsion est en saturation lorsque le couple généré par le moteur électrique 5 est supérieur au couple généré par le moteur thermique 2 et que la différence entre le couple du moteur électrique 5 et le couple du moteur thermique 2 est supérieure audit couple seuil rétro.
[0065] Par ailleurs, on entend par amortisseur de torsion tout type d’amortisseur pouvant entrer en saturation, comme par exemple un double volant amortisseur ou encore un pendule dont les masses en oscillation pourraient être amenées en butée.
[0066] La consigne d’accélération 27 du moteur thermique 2 est obtenue par tout moyen.
[0067] Une consigne d’accélération limitée 28 du moteur thermique 2 est alors calculée à partir de cette accélération maximale obtenue lors de la deuxième étape 24, par exemple en calculant un couple en fonction du débattement maximal et de la raideur de l’amortisseur de torsion puis en calculant l’accélération à partie du couple calculé et de l’inertie moteur ou encore, dans le cas d’un pendule, en utilisant une table régime/déflexion donnant le couple. Une comparaison est alors effectuée entre cette consigne d’accélération limitée 28 et l’accélération mesurée 29 du moteur thermique 2 (étape 30). Cette comparaison 30 permet de calculer un écart d’accélération moteur 31 entre la consigne d’accélération limitée 28 et l’accélération mesurée 29. Cet écart d’accélération moteur 31 est transmis à un correcteur anti-saturation 32 qui génère une correction de consigne de couple 33 en fonction dudit écart d’accélération moteur 31 afin d’éviter la mise en saturation de l’amortisseur de torsion 3. La figure 5 illustre un exemple de mise en œuvre du calcul d’une telle correction.
[0068] Comme illustré sur la figure 5, en parallèle de ce calcul de la correction de consigne de couple 33, une consigne de couple 34 de prépositionnement de l’embrayage est calculée (étape 35) à partir de la consigne d’accélération limitée 28. Cette consigne de couple 34 est transmise conjointement à la correction de consigne de couple 33 à un sommateur 36 et sont utilisées par ledit sommateur 36 pour générer une consigne de couple d’embrayage corrigée 37. La consigne de couple 34 et la consigne de couple d’embrayage corrigée 37 sont transmises à un limiteur de couple 38 qui génère un signal de commande 39 du système de pilotage en couple de l’embrayage de connexion 4 en fonction de l’écart entre la consigne de couple 34 et la consigne de couple d’embrayage corrigée 37 (étape 40). Par ailleurs, ce limiteur de couple transmet une donnée représentative de cet écart au correcteur anti-saturation qui adapte la consigne de correction de couple 33 en fonction dudit écart entre la consigne de couple 34 et la consigne de couple d’embrayage corrigée 37.
[0069] Sur la figure 2, la commande de l’embrayage de connexion 4 et du moteur thermique 2 selon le procédé décrit ci-dessus en regard de la figure 3 se traduisent par des courbes 41, 42 de couple maximal transmissible par l’embrayage de connexion 4 modulées durant la deuxième phase 18 du procédé décrit ci-dessus en regard de la figure 2. Typiquement, le moteur thermique 2 et l’embrayage de connexion 4 sont pilotés de sorte que le couple transmissible l’embrayage de connexion 4 soit augmenté comme illustré par la portion de courbe 41 lorsque l’amortisseur de torsion 3 n’est pas en saturation et est diminué comme illustré par la portion de courbe 42 lorsque le couple transitant par l’embrayage de connexion 4 est susceptible de mettre l’amortisseur de torsion 3 en saturation.
[0070] Cette modulation du couple maximal transmissible par l’embrayage de connexion 4 peut également être mise en œuvre dans le procédé de démarrage lors de la phase de synchronisation entre le moteur thermique 2 et le moteur électrique 5. Ainsi, l’embrayage de connexion 4 peut être commandé lors de l’étape de synchronisation 20 pour permettre une transmission de couple plus importante comme illustré par la portion de courbe 43 sur la figure 2 ou au contraire une transmission de couple limitée comme illustré par la portion de courbe 44 en fonction de l’état de saturation de l’amortisseur de torsion 3.
[0071] La commande de l’embrayage de connexion 4 afin d’éviter la mise en saturation de l’amortisseur de torsion 3 est décrite ci-dessus en utilisant des valeurs d’accélération du moteur thermique 2. Cependant, cette commande de l’embrayage de connexion 4 pourrait également être réalisée en fonction des valeurs de régime 11 du moteur thermique. 2.
[0072] Ainsi, sur la figure 4, l’étape 24 de calcul de l’accélération maximale sans saturation de l’amortisseur de torsion 3 est calculée à partir du débattement actuel 25 de l’amortisseur de torsion 3 calculé lors de l’étape 21, du débattement maximal 26 de l’amortisseur de torsion 3 et de l’accélération mesurée 45 du moteur thermique 2. Ce calcul de l’accélération maximale 24 permet de générer, en plus de la consigne de couple limitée 28 destinée au calcul de la consigne de couple du moteur thermique (étape 35), une consigne de régime 46 qui est transmise au comparateur. Autrement dit, l’étape 30 de comparaison afin de déterminer l’accélération moteur 31 est réalisée en fonction de la consigne de régime 46 et du régime mesuré 47 et non pas en fonction de la consigne d’accélération 28 et de l’accélération mesurée 29. Une fois l’accélération moteur 31 déterminée, le reste du procédé de commande est analogue à celui décrit ci-dessus en regard de la figure 3.
[0073] Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.
[0074] L’usage du verbe «comporter», «comprendre» ou «inclure» et de ses formes conjuguées n’exclut pas la présence d’autres éléments ou d’autres étapes que ceux énoncés dans une revendication. L’usage de l’article indéfini « un » ou « une » pour un élément ou une étape n’exclut pas, sauf mention contraire, la présence d’une pluralité de tels éléments ou étapes.
[0075] Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

Claims (1)

  1. Revendications [Revendication 1] [Procédé de gestion du démarrage d’un moteur thermique (2) d’une chaîne de transmission (1) de véhicule automobile, la chaîne de transmission (1) comportant :
    - un moteur thermique (2),
    - un moteur électrique (5),
    - une boîte de vitesses (7),
    - un embrayage de connexion (4) disposé entre le moteur thermique (2) et le moteur électrique (5) pour transmettre un couple entre le moteur thermique (2) et le moteur électrique (5),
    - un embrayage principal (6) disposé entre la boîte de vitesse (7) et le moteur électrique (5) pour transmettre un couple entre le moteur électrique (5) et la boîte de vitesses (7),
    - un amortisseur de torsion (3) disposé entre le moteur thermique (2) et l’embrayage de connexion (4), l’amortisseur de torsion (3) présentant une plage de fonctionnement définie entre un couple seuil direct et un couple seuil rétro, dans lequel, depuis un état initial (12) dans lequel le moteur électrique (5) génère un couple d’entraînement et le moteur thermique (2) est à l’arrêt, l’embrayage principal (6) est maintenu dans un état engagé de manière à transmettre le couple généré par le moteur électrique (5) à la boîte de vitesses (7) et l’embrayage de connexion (4) est commandé de manière à transmettre un couple d’entraînement du moteur électrique (5) vers le moteur thermique (2) afin de démarrer le moteur thermique (2) et exercer une fonction de limiteur de couple entre le moteur thermique (2) et le moteur électrique (5) afin de limiter le couple transitant par l’amortisseur de torsion (3) dans la plage de fonctionnement dudit amortisseur de torsion (3).
    [Revendication 2] Procédé selon la revendication 1, comportant
    - une première étape d’engagement (13) de l’embrayage de connexion (4) jusqu’à une position dans laquelle un couple d’entraînement (9) est transmis du moteur électrique (5) vers le moteur thermique (2) afin d’entraîner en rotation ledit moteur thermique (2) et le démarrer,
    - une étape d’augmentation du régime (11) du moteur thermique (2) après son démarrage ;
    - une étape de déplacement de l’embrayage de connexion (4) vers une position ouverte dudit embrayage de connexion (4) avant que le régime (11) du moteur thermique (2) ne devienne supérieur au régime (10) du moteur électrique (5) ; et
    - une deuxième étape d’engagement de l’embrayage de connexion (4), après que le régime (11) du moteur thermique (2) soit devenu supérieur au régime (10) du moteur électrique (5), dans laquelle l’embrayage de connexion (4) est engagé de manière à transmettre un couple permettant de synchroniser le régime (11) du moteur thermique (2) et le régime (10) du moteur électrique (5).
    [Revendication 3] Procédé selon l’une des revendications 1 à 2, dans laquelle la première étape d’engagement (13) de l’embrayage de connexion (4) comporte une phase de pré-positionnement (14) de l’embrayage de connexion (4) dans laquelle l’embrayage de connexion (4) est déplacé vers une position de point de léchage et le régime (10) du moteur électrique (5) est augmenté, et une phase d’engagement (15) de l’embrayage de connexion (4) de manière à augmenter le couple transmissible par ledit embrayage de connexion (4) jusqu’à transmettre un couple d’entraînement du moteur électrique (5) vers le moteur thermique (2).
    [Revendication 4] Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, comportant une étape de calcul d’une consigne de couple (35) de prépositionnement en fonction du couple seuil rétro (26) de l’amortisseur de torsion (3), et dans lequel l’injection dans le moteur thermique (2) est démarrée et le moteur thermique (2) est commandé en fonction de ladite consigne de couple de prépositionnement avant que le régime (11) du moteur thermique (2) ne devienne supérieur au régime (10) du moteur électrique (5).
    [Revendication 5] Procédé selon la revendication 4, dans lequel l’injection dans le moteur thermique (2) est démarrée lorsque le régime (11) du moteur thermique (2) atteint un régime seuil.
    [Revendication 6] Procédé selon la revendication 4 ou 5, dans lequel l’étape de calcul d’une consigne de couple (35) de prépositionnement comporte les étapes de
    - calculer (21) un débattement (25) de l’amortisseur de torsion (3),
    - calculer (24) une accélération maximale du moteur thermique (2) pour atteindre un couple seuil de l’amortisseur de torsion (3) en fonction du débattement (25) de l’amortisseur de torsion (3), dudit couple seuil, et d’une variable représentative de l’accélération (27) du moteur thermique (2), ledit couple seuil étant fonction du débattement (25) de l’amortisseur de torsion (3),
    - calculer (35) la consigne de couple (34) de prépositionnement en fonction de l’accélération maximale du moteur thermique (2).
    [Revendication 7] Procédé selon l’une des revendications 4 à 6, comportant une étape de calcul d’une consigne d’embrayage de connexion (39) en fonction de la consigne de couple (34) de prépositionnement et du couple seuil de l’amortisseur de torsion (3), la position de l’embrayage de connexion étant commandé en fonction de ladite consigne d’embrayage de connexion avant que le régime du moteur thermique ne devienne supérieur au régime du moteur électrique.
    [Revendication 8] Procédé selon la revendication 7, dans lequel l’étape de calcul de la consigne d’embrayage de connexion (39) comporte les étapes de :
    - mesurer une accélération (29) du moteur thermique (2),
    - calculer (32) une correction de consigne de couple (33) en fonction de l’accélération du moteur thermique mesurée (29) et de l’accélération maximale du moteur thermique (2),
    - calculer (36) une consigne de couple corrigée (37) en fonction de la correction de consigne de couple (33) et de la consigne de couple (34) de prépositionnement,
    - calculer la consigne d’embrayage de connexion (39) en fonction de la consigne de couple (34) de prépositionnement et de la consigne de couple corrigée (37).
    [Revendication 9] Procédé selon la revendication 7, dans lequel l’étape de calcul de la consigne d’embrayage de connexion (39) comporte les étapes de :
    - calculer une consigne de régime (46) du moteur thermique (2) en fonction de l’accélération maximale calculée (24)
    - mesurer (46) un régime du moteur thermique (2),
    - comparer (30) le régime mesuré (47) et la consigne de régime (46) du moteur thermique (2),
    - calculer (32) une correction de consigne de couple (33) en fonction de l’écart entre le régime mesuré (47) et la consigne de régime (46) du moteur thermique (2),
    - calculer (36) une consigne de couple corrigée (37) en fonction de la correction de consigne de couple (33) et de la consigne de couple (34) de prépositionnement,
    - calculer la consigne d’embrayage de connexion (39) en fonction de la consigne de couple (34) de prépositionnement et de la consigne de couple corrigée (37).
    [Revendication 10] Procédé selon la revendication 8 ou 9, dans laquelle le calcul (32) de la correction de consigne de couple (33) est modulée en fonction de la consigne d’embrayage de connexion (39). ]
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