FR3101679A1 - Procédé de démarrage d’un moteur à combustion interne d’un véhicule automobile - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne un procédé de démarrage d’un moteur de véhicule automobile. Le moteur à combustion interne est constitutif d’une chaîne de traction hybride comprenant au moins un dispositif de démarrage et un vilebrequin en relation avec une première poulie (21). La première poulie (21) est constitutive d’une architecture de façade (20) comprenant une deuxième poulie (22) en relation avec un alterno-démarreur et une troisième poulie (23) en relation avec un accessoire. Une courroie (30) circule autour de la première poulie (21), de la deuxième poulie (22) et de la troisième poulie (23). Le procédé comprend au moins : - une première étape consistant à appliquer un premier couple (C1) sur la deuxième poulie (22) de l’alterno-démarreur avant une mise en œuvre du moteur à combustion interne provoquée par le dispositif de démarrage, - une deuxième étape consistant à supprimer le premier couple (C1) sur la deuxième poulie (22) de l’alterno-démarreur lorsqu’un régime moteur-seuil est atteint. Figure de l’abrégé : Figure 2

Description

Procédé de démarrage d’un moteur à combustion interne d’un véhicule automobile
La présente invention concerne un procédé de démarrage d’un moteur à combustion interne équipant un véhicule automobile.
Un véhicule automobile est couramment équipé d’une chaîne de traction hybride qui comprend un moteur à combustion interne associé à un vilebrequin en relation avec une première poulie. La chaîne de traction hybride comprend une machine électrique, telle qu’un moteur électrique de la boîte de vitesses, un démarreur conventionnel ou analogue.
La première poulie est constitutive d’une architecture de façade, telle qu’une façade d’extrémité du moteur à combustion interne, qui comprend également une deuxième poulie, telle qu’une poulie en relation avec un alterno-démarreur, et une troisième poulie, telle qu’une poulie en relation avec un accessoire. L’accessoire est par exemple un compresseur d’un circuit de climatisation. Les poulies sont reliées les unes aux autres par l’intermédiaire d’une courroie sur laquelle un galet d’un tendeur est appliqué pour maintenir tendue la courroie.
Lors d’un démarrage du moteur à combustion interne par la machine électrique, il apparait fréquemment des accélérations alternées lors des premières combustions générées à l’intérieur du moteur à combustion interne, ces accélérations alternées se répercutant sur une dynamique de l’entrainement de l’accessoire, et notamment sur la courroie tendue entre les poulies, ce qui est susceptible de provoquer une usure prématurée de la courroie, voire une détérioration de l’architecture de façade.
Une solution pourrait être d’augmenter une tension de la courroie lors d’une pose de cette dernière sur les poulies. L’augmentation d’une telle tension de pose a pour conséquence d’augmenter des pertes mécaniques par frottement entre les poulies et la courroie et d’augmenter aussi une charge mécanique sur les accessoires, ce qui finalement diminue une efficience du moteur à combustion interne.
Une autre solution pourrait être d’ajouter un galet enrouleur pour améliorer un enroulement de la courroie sur les poulies mais cela augmente également les pertes mécaniques par frottement et génère un surcoût.
Une autre solution pourrait être de remplacer le tendeur par un tendeur pendulaire, mais cela augmente également les pertes mécaniques par frottement et génère aussi un surcoût.
Une autre solution serait de modifier des paramètres du tendeur mais de telles modifications des paramètres de raideur et d’un angle libre se feraient au détriment d’une filtration des excitations du moteur à combustion interne et pénaliseraient des prestations acoustiques et vibratoires de la chaîne de traction hybride qui sont souhaitées optimales.
Il en résulte qu’aucune de ces solutions n’est satisfaisante.
Un but de la présente invention est de proposer un procédé de démarrage d’un moteur à combustion interne équipant un véhicule automobile qui évite de tels inconvénients et qui propose une solution simple, rapide et aisée à mettre en œuvre, une telle solution étant de surcroît réalisable à moindre coût.
Dans sa généralité, la présente invention se situe dans le domaine des moteurs à combustion interne constitutif d’une chaîne de traction hybride équipant un véhicule automobile. Plus particulièrement, la présente invention concerne des solutions d’hybridation faisant appel à un alterno-démarreur d’un voltage relativement quelconque, tel que 12 V, 48 V ou plus, en relation avec une courroie et à une machine électrique apte à assurer un démarrage du moteur à combustion interne. Plus particulièrement, la présente invention traite d’un procédé de démarrage conjoint provoqué par l’alterno-démarreur d’une architecture de façade et/ou un dispositif de démarrage de la chaîne de traction hybride visant à limiter des contraintes mécaniques dans l’entraînement d’un accessoire.
Un procédé de la présente invention est un procédé de démarrage d’un moteur à combustion interne équipant un véhicule automobile. Le moteur à combustion interne est constitutif d’une chaîne de traction hybride comprenant au moins un dispositif de démarrage et un vilebrequin en relation avec une première poulie. La première poulie est constitutive d’une architecture de façade comprenant une deuxième poulie en relation avec un alterno-démarreur et une troisième poulie en relation avec un accessoire. Une courroie circule autour de la première poulie, de la deuxième poulie et de la troisième poulie.
Selon la présente invention, le procédé de démarrage comprend au moins :
- une première étape consistant à appliquer un premier couple sur la deuxième poulie de l’alterno-démarreur avant une mise en œuvre du moteur à combustion interne provoquée par le dispositif de démarrage,
- une deuxième étape consistant à supprimer le premier couple sur la deuxième poulie de l’alterno-démarreur lorsqu’un régime moteur-seuil est atteint.
Le procédé comprend avantageusement l’une quelconque au moins des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :
- le dispositif de démarrage est indifféremment constitué d’un démarreur ou d’une machine électrique,
- le premier couple et un deuxième couple délivré par le dispositif de démarrage constituent conjointement un moyen de démarrage du moteur à combustion interne lorsqu’une température extérieure au véhicule automobile est inférieure à une température-seuil,
- l’architecture de façade comprend au moins un tendeur,
- le tendeur est interposé entre la deuxième poulie et la troisième poulie,
- la courroie comprend un brin long qui s’étend entre la première poulie et la deuxième poulie.
- dans le cas d’un démarrage du moteur à combustion interne par l’intermédiaire du démarreur, le procédé comprend une première phase qui consiste en une délivrance d’un signal par le démarreur pour fournir le deuxième couple à la première poulie, la première phase s’écoulant entre un premier temps et un deuxième temps, une deuxième phase qui consiste en une délivrance du premier couple à la deuxième poulie entre le premier temps et un troisième temps postérieur au deuxième temps, une troisième phase qui consiste en l’établissement du deuxième couple sur la première poulie en un quatrième temps, qui est compris entre le premier temps et le deuxième temps, et le deuxième temps, et une quatrième phase de mise en fonctionnement du moteur à combustion interne qui commence au quatrième temps,
- dans le cas d’un démarrage du moteur à combustion interne par l’intermédiaire de la machine électrique, le procédé comprend une première séquence qui consiste en un établissement d’un couple croissant au premier embrayage par la machine électrique entre un cinquième temps et un sixième temps, une deuxième séquence qui consiste en la délivrance du premier couple sur la deuxième poulie entre un septième temps et un huitième temps, le septième temps étant compris entre le cinquième temps et le sixième temps, le huitième temps étant postérieur au septième temps, une troisième séquence qui consiste à appliquer le deuxième couple sur la première poulie entre un neuvième temps et un dixième temps, le neuvième temps étant compris entre le sixième temps et le huitième temps, le dixième temps étant postérieur au huitième temps, et une quatrième séquence de mise en fonctionnement du moteur à combustion interne qui commence au neuvième temps.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description non limitative qui suit, rédigée au regard des dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 représente schématiquement une chaîne de traction hybride équipant un véhicule automobile et comportant un moteur à combustion interne mis en œuvre par un procédé de démarrage de la présente invention,
- la figure 2 représente schématiquement une architecture d’une façade accessoires à laquelle s’applique le procédé de démarrage de la présente invention,
- la figure 3 représente schématiquement des étapes d’une première variante de réalisation du procédé de la présente invention,
- la figure 4 représente schématiquement des séquences d’une deuxième variante de réalisation du procédé de la présente invention,
- la figure 5 représente schématiquement des régimes de poulies constitutives de l’architecture de façade illustrée sur la figure 2,
- la figure 6 représente schématiquement un débattement angulaire d’un tendeur constitutif de l’architecture de façade illustrée sur la figure 2,
- la figure 7 représente schématiquement un taux de glissement d’une courroie constitutive de l’architecture de façade illustrée sur la figure 2.
Sur la figure 1, une chaîne de traction hybride 10 équipe un véhicule automobile afin de permettre son déplacement sur des roues 11. Dans sa généralité, la chaîne de traction hybride 10 comprend un moteur à combustion interne 12 associé à un vilebrequin 13 qui est en relation avec une première poulie 21 et qui est pourvu d’un volant moteur 14. Le moteur à combustion interne 12 est également associé à dispositif de démarrage 15, 16. Le dispositif de démarrage 15, 16 est indifféremment un démarreur 15, c’est-à-dire un démarreur conventionnel ou une machine électrique 16 qui est en relation avec le volant moteur 14 par l’intermédiaire d’un premier embrayage 17 et qui est en relation avec une transmission 18 par l’intermédiaire d’un deuxième embrayage 18. La machine électrique 16 est par exemple un moteur électrique de la boîte de vitesses ou analogue.
La première poulie 21 est constitutive d’une architecture de façade 20, telle qu’une façade d’extrémité du moteur à combustion interne 12, qui comprend également une deuxième poulie 22 en relation avec un alterno-démarreur 24 et une troisième poulie 23, telle qu’une poulie en relation avec un accessoire 25. L’accessoire 25 est par exemple un compresseur d’un circuit de climatisation. Les poulies 21, 22, 23 sont reliées les unes aux autres par l’intermédiaire d’une courroie 30. L’alterno-démarreur 24 est par exemple une machine tournante capable de fonctionner sélectivement en alternateur ou en démarreur selon que le véhicule automobile est en fonctionnement ou en cours de démarrage. Le moteur à combustion interne 12 décrit ici est un moteur configuré pour s’arrêter automatiquement à l’arrêt du véhicule automobile en déplacement, et pour redémarrer automatiquement en réponse à une commande de redémarrage en déplacement par le conducteur, telle qu’une pression sur la pédale de débrayage. L’alterno-démarreur 24 est donc particulièrement sollicité.
Sur la figure 2, l’architecture de façade 20 comprend également un tendeur 31 qui est prévu pour tendre la courroie 30 reliant les poulies 21, 22, 23 entre elles. On note que l’architecture de façade 20 est particulière. En effet, la deuxième poulie 22, c’est-à-dire la poulie reliée à l’alterno-démarreur 24, est destinée à être sollicitée pour la totalité des redémarrages sans fonction boost ou récupération. On rappelle que la fonction boost correspond à une assistance du moteur à combustion interne 12 par la machine électrique 16 qui permet de faire tourner le moteur à combustion interne 12 avec un meilleur rendement. Cette fonction peut être actionnée lorsque la demande en puissance est supérieure à celle que peut développer le moteur à combustion interne 12. On rappelle aussi qu’en mode récupération, le moteur à combustion interne 12 fournit une puissance supérieure à celle demandée au niveau des roues 11 afin de fonctionner à un meilleur rendement. Le surplus d’énergie est récupéré par la machine électrique 16, mode génératrice, et est emmagasiné dans un organe de stockage pour être utilisé ultérieurement.
Lors des phases de démarrage par la deuxième poulie 22, la courroie 30 comprend un brin tendu qui est un brin long 30a, situé entre la première poulie 21 et la deuxième poulie 22. Ce brin long 30a est notamment parfaitement enroulé sur la deuxième poulie 22. Il n’apparait aucun problème de glissement.
Lors des phases de démarrage par le dispositif de démarrage 15, 16, indifféremment le démarreur 15, la machine électrique 16 de la boîte de vitesse ou par tout autre organe de démarrage hybride, la courroie 30 comporte un brin mou qui se trouve être le brin long 30a. Dans cette configuration, il existe un risque de générer du bruit et/ou une usure prématurée de courroie 30, voire un échec de démarrage du moteur à combustion interne 12.
Pour éviter ces inconvénients, il est proposé par la présente invention d’appliquer un couple sur la courroie 30 par l’intermédiaire de la deuxième poulie 22 de l’alterno-démarreur 24. Ce couple n’a pas pour fonction de démarrer le moteur à combustion interne 12, mais a pour but de limiter un impact des accélérations alternées lors des premières combustions sur la dynamique de l’entraînement de l’accessoire 25.
Plus particulièrement, la présente invention propose un procédé de démarrage du moteur à combustion interne 12 qui comprend :
- une première étape consistant à appliquer un premier couple C1 sur la deuxième poulie 22 de l’alterno-démarreur 24 avant une mise en œuvre du moteur à combustion interne 12 provoquée par le dispositif de démarrage 15, 16,
- une deuxième étape consistant à supprimer le premier couple C1 sur la deuxième poulie 22 de l’alterno-démarreur 24 lorsqu’un régime moteur-seuil Rs, illustré sur les figures 3 et 4, est atteint.
On comprend qu’un tel apport du couple C sur la deuxième poulie 22 de l’alterno-démarreur 24 n’a pour but de démarrer le moteur à combustion interne 12 mais a pour but de limiter un impact des accélérations alternées lors des premières combustions sur une dynamique de l’entrainement de l’accessoire 25. On comprend ainsi que la dynamique de montée en régime ainsi que le glissement sont calmés.
On comprend ainsi que l’objectif de ce procédé est d’apporter un couple C par l’alterno-démarreur 24 lors des phases de démarrage par la machine électrique 16 ou le démarreur 15 afin de limiter un glissement de la courroie 30 et assurer toutefois un démarrage du moteur à combustion interne 12.
On comprend aussi un résultat de la présente invention qui est d’augmenter artificiellement une tension dans le brin long 30a entre le vilebrequin 13 et l’alterno-démarreur 24 pour limiter le glissement de la courroie 30.
Plus particulièrement, et en se reportant sur la figure 3, dans le cas d’un démarrage du moteur à combustion interne 12 par l’intermédiaire du démarreur 15, le procédé comprend les phases suivantes, à savoir une première phase 101 qui consiste en une délivrance d’un signal par le démarreur 15 pour fournir le deuxième couple C2 à la première poulie 21, la première phase 101 s’écoulant entre un premier temps t1 et un deuxième temps t2. Puis, le procédé comprend une deuxième phase 102 qui consiste en une délivrance du premier couple C1 à la deuxième poulie 22 entre le premier temps t1 et un troisième temps t3 supérieur au deuxième temps t2. Puis, le procédé comprend une troisième phase 103 qui consiste en l’établissement du deuxième couple C2 sur la première poulie 21 en un quatrième temps t4, qui est compris entre le premier temps t1 et le deuxième temps t2, et le deuxième temps t2. Puis, le procédé comprend une quatrième phase 104 de mise en fonctionnement du moteur à combustion interne 12 qui commence au quatrième temps t4. La quatrième phase 104 illustrant notamment le régime moteur seuil Rs.
Plus particulièrement, et en se reportant sur la figure 4, dans le cas d’un démarrage du moteur à combustion interne 12 par l’intermédiaire de la machine électrique 16, le procédé comprend les séquences suivantes, à savoir une première séquence 201 qui consiste en un établissement d’un couple croissant au niveau du premier embrayage 17 par la machine électrique 16 entre un cinquième temps t5 et un sixième temps t6. Puis, le procédé comprend une deuxième séquence 202 qui consiste en la délivrance du premier couple C1 sur la deuxième poulie 22 entre un septième temps t7 et un huitième temps t8, le septième temps t7 étant compris entre le cinquième temps t5 et le sixième temps t6, le huitième temps t8 étant postérieur au septième temps t7. Puis, le procédé comprend une troisième séquence 203 qui consiste à appliquer le deuxième couple C2 sur la première poulie 21 entre un neuvième temps t9 et un dixième temps t10, le neuvième temps t9 étant compris entre le sixième temps t6 et le huitième temps t8, le dixième temps t10 étant postérieur au huitième temps t8. Puis, le procédé comprend une quatrième séquence 204 de mise en fonctionnement du moteur à combustion interne 12 qui commence au neuvième temps t9. La quatrième séquence 204 illustrant notamment le régime moteur seuil Rs.
Ces dispositions sont telles que les poulies 21, 22, 23 présentent des régimes respectifs qui sont identiques et qui sont donc représentés superposés en fonction du temps sur la figure 5.
Ces dispositions sont également telles qu’un débattement angulaire 300 du tendeur 31, illustré sur la figure 6, est constant en fonction du temps.
Ces dispositions sont également telles qu’un taux de glissement de la courroie 30 sur les poulies 21, 22, 23, tel qu’illustré sur la figure 7, est constant de l’une à l’autre des poulies 21, 22, 23.
Par ailleurs, il est avantageusement proposé par la présente invention que le premier couple C1 et le deuxième couple C2 délivré par le dispositif de démarrage 15, 16 constituent conjointement un moyen de démarrage du moteur à combustion interne 12 lorsqu’une température extérieure au véhicule automobile est inférieure à une température-seuil. Une telle température-seuil est par exemple une température négative exprimée en degrés Celsius, de telle sorte que cette variante de réalisation de la présente invention est plus particulièrement mise en œuvre lors de conditions climatiques froides.

Claims (8)

  1. Procédé de démarrage d’un moteur à combustion interne (12) équipant un véhicule automobile, le moteur à combustion interne (12) étant constitutif d’une chaîne de traction hybride (10) comprenant au moins un dispositif de démarrage (15, 16) et un vilebrequin (13) en relation avec une première poulie (21), la première poulie (21) étant constitutive d’une architecture de façade (20) comprenant une deuxième poulie (22) en relation avec un alterno-démarreur (24) et une troisième poulie (23) en relation avec un accessoire (25), une courroie (30) circulant autour de la première poulie (21), de la deuxième poulie (22) et de la troisième poulie (23), caractérisé en ce que le procédé de démarrage comprenant au moins :
    - une première étape consistant à appliquer un premier couple (C1) sur la deuxième poulie (22) de l’alterno-démarreur (24) avant une mise en œuvre du moteur à combustion interne (12) provoquée par le dispositif de démarrage (15, 16),
    - une deuxième étape consistant à supprimer le premier couple (C1) sur la deuxième poulie (22) de l’alterno-démarreur (24) lorsqu’un régime moteur-seuil (Rs) est atteint.
  2. Procédé de démarrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de démarrage (15, 16) est indifféremment constitué d’un démarreur (15) ou d’une machine électrique (16).
  3. Procédé de démarrage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier couple (C1) et un deuxième couple (C2) délivré par le dispositif de démarrage (15, 16) constituent conjointement un moyen de démarrage du moteur à combustion interne (12) lorsqu’une température extérieure au véhicule automobile est inférieure à une température-seuil.
  4. Procédé de démarrage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’architecture de façade (20) comprend au moins un tendeur (31).
  5. Procédé de démarrage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le tendeur (31) est interposé entre la deuxième poulie (22) et la troisième poulie (23).
  6. Procédé de démarrage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la courroie (30) comprend un brin long (30a) qui s’étend entre la première poulie (21) et la deuxième poulie (22).
  7. Procédé de démarrage selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que, dans le cas d’un démarrage du moteur à combustion interne (12) par l’intermédiaire du démarreur (15), le procédé comprend une première phase (101) qui consiste en une délivrance d’un signal par le démarreur (15) pour fournir le deuxième couple (C2) à la première poulie (21), la première phase (101) s’écoulant entre un premier temps (t1) et un deuxième temps (t2), une deuxième phase (102) qui consiste en une délivrance du premier couple (C1) à la deuxième poulie (22) entre le premier temps (t1) et un troisième temps (t3) postérieur au deuxième temps (t2), une troisième phase (103) qui consiste en l’établissement du deuxième couple (C2) sur la première poulie (21) en un quatrième temps (t4,) qui est compris entre le premier temps (t1) et le deuxième temps (t2), et le deuxième temps (t2), et une quatrième phase (104) de mise en fonctionnement du moteur à combustion interne (12) qui commence au quatrième temps (t4).
  8. Procédé de démarrage selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que, dans le cas d’un démarrage du moteur à combustion interne (12) par l’intermédiaire de la machine électrique (16), le procédé comprend une première séquence (201) qui consiste en un établissement d’un couple croissant au premier embrayage (17) par la machine électrique (16) entre un cinquième temps (t5) et un sixième temps (t6), une deuxième séquence (202) qui consiste en la délivrance du premier couple (C1) sur la deuxième poulie (22) entre un septième temps (t7) et un huitième temps (t8), le septième temps (t7) étant compris entre le cinquième temps (t5) et le sixième temps (t6), le huitième temps (t8) étant postérieur au septième temps (t7), une troisième séquence (203) qui consiste à appliquer le deuxième couple (C2) sur la première poulie (21) entre un neuvième temps (t9) et un dixième temps (t10), le neuvième temps (t9) étant compris entre le sixième temps (t6) et le huitième temps (t8), le dixième temps (t10) étant postérieur au huitième temps (t8), et une quatrième séquence (204) de mise en fonctionnement du moteur à combustion interne (12) qui commence au neuvième temps (t9).
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