FR3107314A1 - PROCESS FOR RESTART OF A THERMAL ENGINE OF A HYBRID MOTOR VEHICLE POWERTRAIN UNIT - Google Patents
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Abstract
La présente invention a pour objet un procédé de commande du redémarrage d’un moteur thermique d’un groupe motopropulseur hybride de véhicule automobile durant une procédure d’arrêt dudit moteur thermique, comportant, en cas de détection de la requête de redémarrage à un régime du moteur thermique non nul durant la procédure d’arrêt, une étape de détermination du régime (Rg) du moteur thermique à l’instant de détection de la requête de redémarrage, lorsque le régime moteur (Rg) est compris entre un premier seuil prédéterminé (S1) et un deuxième seuil prédéterminé (S2), la commande automatique d’une transmission d’un couple moteur généré par la machine électrique au vilebrequin du moteur thermique, puis le pilotage du couple moteur généré par la machine électrique pour amener le vilebrequin du moteur thermique à un régime cible de déclenchement de la première combustion. figure 2The present invention relates to a method for controlling the restarting of a heat engine of a hybrid motor vehicle drive train during a procedure for stopping said heat engine, comprising, in the event of detection of the restart request at a speed of the non-zero heat engine during the stopping procedure, a step of determining the speed (Rg) of the heat engine at the instant of detection of the restart request, when the engine speed (Rg) is between a first predetermined threshold (S1) and a second predetermined threshold (S2), the automatic control of a transmission of an engine torque generated by the electric machine to the crankshaft of the heat engine, then the control of the engine torque generated by the electric machine to bring the crankshaft of the heat engine at a target speed for triggering the first combustion. figure 2
Description
Le domaine de l’invention concerne un procédé de commande du redémarrage d’un moteur thermique de véhicule automobile hybride, en particulier lors d’une phase d’arrêt du moteur à un instant où celui-ci est encore en régime tournant lors de la détection de la requête de redémarrage. Ces situations d’interruption de la procédure d’arrêt ou de «changement d’avis» sont couramment désignées dans le domaine technique par l’expression anglophone «change of mind».The field of the invention relates to a method for controlling the restarting of a heat engine of a hybrid motor vehicle, in particular during an engine shutdown phase at a time when the latter is still running during the detection of the restart request. These situations of interruption of the judgment procedure or "change of mind" are commonly referred to in the technical field by the English expression "change of mind".
Typiquement, un groupe motopropulseur de véhicule automobile comportant un moteur thermique est équipé d’un organe d’assistance au démarrage pour atteindre le régime cible de la première combustion. Il existe plusieurs types de démarreur. Le composant conventionnel est un démarreur. L’alterno-démarreur est un organe alternatif plus coûteux et permet le redémarrage du moteur quel que soit son régime et présente des prestations acoustiques et vibratoires supérieures par rapport au démarreur conventionnel.Typically, a motor vehicle powertrain comprising a heat engine is equipped with a start-up assistance device to reach the target speed of the first combustion. There are several types of starter. The conventional component is a starter. The alternator-starter is a more expensive alternative component and allows the engine to be restarted whatever its speed and has superior acoustic and vibration performance compared to the conventional starter.
On connait de l’état de la technique diverses stratégies de commande de redémarrage du moteur thermique. Le document brevet WO2017016560A1 décrit un procédé de redémarrage lorsque le véhicule quitte un mode de roulage en roue libre. Le procédé consiste à décider en fonction de la vitesse du véhicule et de l’accélération si le redémarrage du moteur s’effectue en mode inertie, ou en mode trainée par fermeture de l’embrayage ou par l’intermédiaire d’un démarreur. Le document WO2013127572A1 décrit un procédé de redémarrage rapide d’un moteur thermique consistant à augmenter la quantité d’air en cas de détection d’une demande de redémarrage afin de produire une combustion. Le document US9222453B2 décrit un procédé de commande consistant à ajuster la position d’un papillon des gaz d’admission d’air et la séquence d’injection de carburant en réponse à une interruption de la procédure d’arrêt pour réduire la consommation de carburant et les vibrations lors de la procédure de redémarrage.Various heat engine restart control strategies are known from the state of the art. Patent document WO2017016560A1 describes a method of restarting when the vehicle leaves a freewheeling mode. The process consists in deciding, depending on the speed of the vehicle and the acceleration, whether the restarting of the engine takes place in inertia mode, or in drag mode by closing the clutch or via a starter. The document WO2013127572A1 describes a method for rapidly restarting a heat engine consisting in increasing the quantity of air in the event of detection of a restart request in order to produce combustion. US9222453B2 describes a method of controlling by adjusting the position of an air intake throttle valve and the fuel injection sequence in response to an interruption of the shutdown procedure to reduce fuel consumption and vibrations during the restart procedure.
Pour réduire le coût des groupes motopropulseurs, des constructeurs ont fait le choix de ne pas intégrer d’alterno-démarreur. Le groupe motopropulseur comporte alors uniquement un démarreur conventionnel alimenté sur le réseau très basse tension de 12 Volts dédié au premier démarrage et aux requêtes de redémarrage en roulage.To reduce the cost of powertrains, manufacturers have chosen not to incorporate a starter-alternator. The powertrain then comprises only a conventional starter powered by the very low voltage 12 Volt network dedicated to the first start and to requests for restarting while driving.
Lors d’un redémarrage, il est nécessaire que la procédure n’excède pas des contraintes sécuritaires en durée. Or, l’utilisation d’un démarreur conventionnel peut être problématique en situation d’interruption de la procédure d’arrêt moteur du fait que le vilebrequin du moteur thermique est encore en rotation. En effet, avec un démarreur conventionnel, il est nécessaire d’attendre que le régime moteur soit nul ou du moins inférieur à 200 tr/min avant de pouvoir le redémarrer. Lorsque le régime moteur est encore supérieur à 500 tr/min le moteur thermique peut être redémarré de manière autonome, car la première combustion peut être déclenchée immédiatement uniquement par l’injection sans assistance d’un organe de démarrage. En dessous de cette valeur, cette dernière stratégie est impossible, car le régime est insuffisant pour permettre un démarrage autonome.During a restart, it is necessary that the procedure does not exceed safety constraints in duration. However, the use of a conventional starter can be problematic in a situation where the engine stop procedure is interrupted because the crankshaft of the internal combustion engine is still rotating. Indeed, with a conventional starter, it is necessary to wait until the engine speed is zero or at least less than 200 rpm before being able to restart it. When the engine speed is still above 500 rpm, the heat engine can be restarted autonomously, because the first combustion can be triggered immediately only by the injection without assistance from a starting device. Below this value, this last strategy is impossible, because the speed is insufficient to allow an autonomous start.
Il existe donc une zone de fonctionnement moteur problématique pour le redémarrage, entre 200 tr/min et 500 tr/min environ, pour laquelle les critères de performance et de durée sécuritaire sont susceptibles de ne pas être respectés.There is therefore a problematic engine operating zone for restarting, between approximately 200 rpm and 500 rpm, for which the performance and safe duration criteria are likely not to be met.
L’objectif principal est de palier les problèmes précités lors des situations de d’interruption d’une procédure d’arrêt moteur, c’est-à-dire lors d’un redémarrage où le moteur thermique est encore en régime tournant. Un objectif de l’invention est de proposer un procédé de commande de redémarrage, à régime moteur non nul, respectant les contraintes sécuritaires pour des groupes motopropulseurs hybrides munis uniquement d’un démarreur conventionnel.The main objective is to overcome the aforementioned problems during situations where an engine shutdown procedure is interrupted, i.e. during a restart where the internal combustion engine is still running. An objective of the invention is to propose a restart control method, at non-zero engine speed, respecting the security constraints for hybrid powertrains equipped only with a conventional starter.
Plus précisément, l’invention concerne un procédé de commande du redémarrage d’un moteur thermique d’un groupe motopropulseur hybride de véhicule automobile durant une procédure d’arrêt dudit moteur thermique, le groupe motopropulseur comprenant également une machine électrique de traction apte à transmettre un couple d’entrainement au moteur thermique, remarquable en ce qu’il comporte les étapes suivantes en cas de détection de la requête de redémarrage à un régime du moteur thermique non nul durant la procédure d’arrêt :More specifically, the invention relates to a method for controlling the restarting of a heat engine of a motor vehicle hybrid powertrain during a procedure for stopping said heat engine, the powertrain also comprising an electric traction machine capable of transmitting a drive torque to the heat engine, remarkable in that it comprises the following steps in the event of detection of the restart request at a non-zero heat engine speed during the stop procedure:
- La détermination du régime du moteur thermique à l’instant de détection de la requête de redémarrage,The determination of the thermal engine speed at the instant of detection of the restart request,
- Lorsque le régime moteur est compris entre un premier seuil prédéterminé et un deuxième seuil prédéterminé, la commande automatique d’une transmission d’un couple moteur généré par la machine électrique au vilebrequin du moteur thermique,When the engine speed is between a first predetermined threshold and a second predetermined threshold, the automatic control of a transmission of an engine torque generated by the electric machine to the crankshaft of the heat engine,
- Le pilotage du couple moteur généré par la machine électrique pour amener le vilebrequin du moteur thermique à un régime cible de déclenchement de la première combustion.The control of the engine torque generated by the electric machine to bring the crankshaft of the combustion engine to a target speed for triggering the first combustion.
Selon une variante, le régime du moteur thermique est régulé par une consigne de position d’un dispositif d’accouplement, par exemple un embrayage, pilotant le couple moteur transmis au vilebrequin.According to a variant, the speed of the heat engine is regulated by a position setpoint of a coupling device, for example a clutch, controlling the engine torque transmitted to the crankshaft.
Selon une variante, le couple moteur transmis au vilebrequin du moteur thermique est une valeur constante.According to a variant, the engine torque transmitted to the crankshaft of the heat engine is a constant value.
Selon un deuxième mode de redémarrage, lorsque le régime du moteur thermique est inférieur au premier seuil, le procédé comporte la commande d’un démarreur pour assister le moteur thermique lors de la procédure de redémarrage.According to a second restart mode, when the speed of the heat engine is below the first threshold, the method includes the control of a starter to assist the heat engine during the restart procedure.
Selon un troisième mode de redémarrage, lorsque le régime du moteur thermique est supérieur au deuxième seuil, le procédé comporte la commande d’une injection de carburant pour débuter un redémarrage autonome du moteur thermique.According to a third restart mode, when the speed of the heat engine is greater than the second threshold, the method comprises the control of a fuel injection to start an autonomous restart of the heat engine.
Selon une variante, le premier seuil est égal à 200 tr/min environ.According to a variant, the first threshold is equal to approximately 200 rpm.
Selon une variante, le deuxième seuil est égal à 500 tr/min environ.According to a variant, the second threshold is equal to approximately 500 rpm.
On envisage également une unité de commande d’un groupe motopropulseur hybride de véhicule automobile comprenant un moteur thermique et une machine électrique de traction apte à transmettre un couple d’entrainement au moteur thermique, ladite unité de commande étant configurée pour mettre en œuvre le procédé selon l’un quelconque des modes de réalisation précédents durant une procédure d’arrêt dudit moteur thermique.There is also envisaged a control unit for a motor vehicle hybrid powertrain comprising a heat engine and an electric traction machine able to transmit a drive torque to the heat engine, said control unit being configured to implement the method according to any one of the preceding embodiments during a shutdown procedure of said heat engine.
L’invention prévoit également un véhicule automobile comprenant ladite unité de commande.The invention also provides a motor vehicle comprising said control unit.
Grâce à l’invention, l’intégralité de la plage de régime moteur est couverte pour un redémarrage lorsque le moteur est encore en régime tournant. Le procédé permet de déclencher une procédure de démarrage immédiatement à la suite de la détection de la requête en sélectionnant la procédure adéquate entre le redémarrage autonome ou les redémarrages par assistance d’un démarreur ou de la machine électrique de traction. Le procédé permet ainsi de respecter les contraintes sécuritaires en durée. Par ailleurs, le procédé permet de s’affranchir d’un alterno-démarreur et permet ainsi de réduire le coût d’un groupe motopropulseur hybride.Thanks to the invention, the entire engine speed range is covered for a restart when the engine is still running. The method makes it possible to trigger a starting procedure immediately following the detection of the request by selecting the appropriate procedure between the autonomous restart or the restarts by assistance of a starter or of the electric traction machine. The method thus makes it possible to comply with the safety constraints in terms of duration. In addition, the process makes it possible to dispense with a starter-alternator and thus makes it possible to reduce the cost of a hybrid powertrain.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit comprenant des modes de réalisation de l’invention donnés à titre d’exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, dans lesquels:Other characteristics and advantages of the present invention will appear more clearly on reading the following detailed description comprising embodiments of the invention given by way of non-limiting examples and illustrated by the appended drawings, in which:
La figure 1 représente un groupe motopropulseur hybride d’un véhicule automobile équipé d’un module de traction avant relié mécaniquement au train de roues avant 19. Le module de traction comporte un moteur thermique 10 dont l’arbre d’entrainement supporte un volant d’inertie 18, par exemple un volant à double masse assurant l’amortissement de vibrations, et qui est relié mécaniquement à l’entrée d’un module de transmission automatique 15.FIG. 1 represents a hybrid powertrain of a motor vehicle equipped with a front traction module mechanically connected to the front wheel assembly 19. The traction module comprises a heat engine 10 whose drive shaft supports a steering wheel. inertia 18, for example a dual-mass flywheel providing vibration damping, and which is mechanically connected to the input of an automatic transmission module 15.
Le module de transmission automatique 15 comporte un premier organe de couplage 12 permettant la transmission ou la rupture d’un couple moteur, par exemple un dispositif d’embrayage. L’arbre de sortie du premier organe de couplage 12 est relié mécaniquement à une machine motrice électrique de traction 11. L’organe de couplage 12 assure la transmission d’un couple moteur entre le moteur thermique 10 et la machine motrice 11, notamment dans le cadre de l’invention pour assister le moteur thermique lors d’un redémarrage conformément à l’invention, et bien entendu entre le moteur thermique 10 et le train de roues 19 pour la transmission d’un couple d’entrainement généré par le moteur thermique vers les roues du véhicule.The automatic transmission module 15 comprises a first coupling member 12 allowing the transmission or breaking of an engine torque, for example a clutch device. The output shaft of the first coupling member 12 is mechanically connected to an electric traction drive machine 11. The coupling member 12 ensures the transmission of a motor torque between the heat engine 10 and the drive machine 11, in particular in the framework of the invention to assist the heat engine during a restart in accordance with the invention, and of course between the heat engine 10 and the wheel set 19 for the transmission of a drive torque generated by the engine heat to the wheels of the vehicle.
Le module de transmission automatique 15 comporte en outre un deuxième organe de couplage 13, tel une boite de vitesses comprenant un embrayage, permettant la transmission ou la rupture de couple et l’application des plusieurs rapports de démultiplication entre un arbre primaire et un arbre secondaire. Le deuxième organe de couplage 13 est relié mécaniquement aux roues 19 par une transmission, comprenant notamment un différentiel. L’organe de couplage 13 relie mécaniquement la machine motrice 11 et le moteur thermique au train de roues 19.The automatic transmission module 15 further comprises a second coupling member 13, such as a gearbox comprising a clutch, allowing the transmission or the breaking of torque and the application of several gear ratios between a primary shaft and a secondary shaft . The second coupling member 13 is mechanically connected to the wheels 19 by a transmission, notably comprising a differential. The coupling member 13 mechanically connects the driving machine 11 and the heat engine to the wheel set 19.
La machine motrice électrique de traction avant 11 est apte à fournir un couple moteur aux roues, de manière indépendante en mode de roulage électrique ou alors en complément du moteur thermique 10 en mode de roulage hybride. Dans cet exemple particulier, on notera que le dispositif d’embrayage 12, la machine motrice électrique 11, l’organe de couplage 13 et l’organe de transmission 14 sont intégrés dans le module de transmission 15, appelé également module de boite de vitesses automatisée et électrifiée.The front-wheel-drive electric drive machine 11 is capable of supplying engine torque to the wheels, independently in electric driving mode or in addition to heat engine 10 in hybrid driving mode. In this particular example, it will be noted that the clutch device 12, the electric drive machine 11, the coupling member 13 and the transmission member 14 are integrated into the transmission module 15, also called the gearbox module. automated and electrified.
On entend par module automatisé le fait que le pilotage de l’organe de couplage 12, notamment la commande de transmission et de rupture de couple moteur, et le pilotage de la boite de vitesses, la sélection et l’engagement d’un rapport de démultiplication, sont opérés automatiquement par un calculateur de contrôle en fonction de champs de fonctionnement du groupe motopropulseur.By automated module is meant the fact that the control of the coupling member 12, in particular the control of transmission and engine torque breakdown, and the control of the gearbox, the selection and the engagement of a gear gear ratio, are operated automatically by a control computer according to the operating fields of the powertrain.
L’organe de couplage 12 peut être tout type de dispositif de transmission de puissance mécanique permettant de transmettre sélectivement un couple moteur entre la machine motrice 11 et le moteur thermique 10, à titre d’exemple non limitatif un embrayage sec à disque de friction, un embrayage humide multi-disques, ou alors un convertisseur de couple.The coupling member 12 can be any type of mechanical power transmission device making it possible to selectively transmit an engine torque between the driving machine 11 and the thermal engine 10, by way of non-limiting example a dry clutch with friction disc, a multi-disc wet clutch, or a torque converter.
Le groupe motopropulseur hybride comporte en outre un démarreur 16 relié mécaniquement à l’arbre moteur par un organe de transmission 17. Pour assister le moteur thermique 10 lors d’un redémarrage, le démarreur peut nécessiter une phase de pré-engagement de l’organe de transmission 17 requérant le fonctionnement du moteur à un régime moteur nul ou du moins inférieur à un seuil de régime d’environ 200 tr/min. Le démarreur 16 est alimenté électriquement sur le réseau très basse tension, 12V par exemple.The hybrid powertrain further comprises a starter 16 mechanically connected to the engine shaft by a transmission member 17. To assist the heat engine 10 during a restart, the starter may require a pre-engagement phase of the member transmission 17 requiring the operation of the engine at zero engine speed or at least less than a speed threshold of about 200 rev / min. The starter 16 is electrically powered on the very low voltage network, 12V for example.
Le groupe motopropulseur comporte en outre un système de batterie de puissance (non représenté sur la figure) connecté électriquement à la machine motrice 11 pour permettre la génération d’un couple moteur électrique au train de roues 19. De plus, la machine motrice 11 est apte à transmettre un couple moteur électrique au moteur thermique 10 lorsque celui-ci est accouplé à la machine motrice 11 par l’intermédiaire du dispositif d’embrayage 12.The powertrain further includes a power battery system (not shown in the figure) electrically connected to prime mover 11 to allow generation of electric motor torque to wheel train 19. Additionally, prime mover 11 is capable of transmitting an electric motor torque to the heat engine 10 when the latter is coupled to the prime mover 11 via the clutch device 12.
Par ailleurs, le groupe motopropulseur comporte une unité de commande 20 permettant de piloter et coordonner chacun des organes du groupe motopropulseur. L’unité de commande 20 peut être un unique module ou peut être constituée de plusieurs modules répartis par exemple entre le moteur thermique 10 et le module de transmission 15. L’unité de commande 20 est un calculateur à circuits intégrés comprenant des mémoires pour l’enregistrement de fonctions de motorisation du groupe motopropulseur. On envisage que le calculateur pourrait être externe à l’unité de commande 20, tout en étant couplé à cette dernière 20. Dans ce dernier cas, il peut être lui-même agencé sous la forme d’un calculateur dédié comprenant un éventuel programme dédié, par exemple. Par conséquent, l’unité de commande, selon l’invention, peut être réalisé sous la forme de modules logiciels (ou informatiques (ou encore « software »)), ou bien de circuits électroniques (ou « hardware »), ou encore d’une combinaison de circuits électroniques et de modules logiciels.Furthermore, the powertrain comprises a control unit 20 making it possible to control and coordinate each of the components of the powertrain. The control unit 20 may be a single module or may consist of several modules distributed for example between the heat engine 10 and the transmission module 15. The control unit 20 is an integrated circuit computer comprising memories for the recording of powertrain motorization functions. It is envisaged that the computer could be external to the control unit 20, while being coupled to the latter 20. In the latter case, it can itself be arranged in the form of a dedicated computer comprising a possible dedicated program , For example. Consequently, the control unit, according to the invention, can be produced in the form of software (or computer (or even “software”)) modules, or else of electronic circuits (or “hardware”), or even of a combination of electronic circuits and software modules.
Dans le cadre de l’invention, l’unité de commande 20 est spécifiquement configurée pour exécuter un procédé de commande de redémarrage du moteur thermique 10 exploitant le couple moteur électrique transmis au vilebrequin du moteur thermique par la machine motrice 11. Le procédé de commande adresse particulièrement les procédures de redémarrage suivant une interruption de la procédure d’arrêt lorsque le moteur est encore en régime tournant.In the context of the invention, the control unit 20 is specifically configured to execute a method for controlling the restart of the heat engine 10 exploiting the electric motor torque transmitted to the crankshaft of the heat engine by the prime mover 11. The control method specifically addresses restart procedures following an interruption of the shutdown procedure while the engine is still running.
L’unité de commande 20 a pour fonction en outre la coordination du moteur thermique 10, la machine motrice électrique 11 et le dispositif d’embrayage 12, notamment lors de l’exécution d’une procédure de redémarrage. L’unité de commande 20 est apte à recevoir des paramètres d’état du groupe motopropulseur issus de chacun de ces organes. En particulier, pour coordonner une procédure de redémarrage et respecter des contraintes de délais et d’agréments prédéterminées. L’unité de commande 20 reçoit continuellement les informations issues de signaux d’état provenant d’organes du groupe motopropulseur. L’unité de commande 20 surveille notamment si une requête de redémarrage est activée, par exemple suite à une demande d’un système du groupe motopropulseur pour un besoin du véhicule, et l’état d’exécution d’une procédure d’arrêt du moteur thermique 10.The control unit 20 also has the function of coordinating the heat engine 10, the electric drive machine 11 and the clutch device 12, in particular during the execution of a restart procedure. The control unit 20 is capable of receiving powertrain state parameters from each of these components. In particular, to coordinate a restart procedure and respect predetermined deadlines and approval constraints. The control unit 20 continuously receives information from status signals from powertrain components. The control unit 20 monitors in particular whether a restart request is activated, for example following a request from a system of the powertrain for a need of the vehicle, and the state of execution of a procedure for stopping the heat engine 10.
Un module de contrôle du moteur thermique 10 est apte à communiquer les informations concernant le régime de rotation, l’état d’allumage et arrêt du moteur thermique et l’état d’un signal de requête de démarrage du moteur.A heat engine control module 10 is capable of communicating information concerning the rotational speed, the ignition and shutdown status of the heat engine and the status of an engine start request signal.
Un module de contrôle de la machine motrice 11 est apte à communiquer les informations relatives au régime de rotation et de couple moteur et si le mode de contrôle est un mode en régulation de régime ou un mode en régulation de couple.A drive machine control module 11 is able to communicate the information relating to the engine rotation speed and torque and whether the control mode is a speed regulation mode or a torque regulation mode.
Un module de contrôle est apte à communiquer les informations relatives à la position et/ou le couple transmis par le dispositif d’embrayage 12. Ces informations permettent de piloter le couple transmis et par conséquent le régime de rotation du moteur thermique lorsque celui-ci est entrainé par la machine motrice 11 lors d’une procédure de redémarrage.A control module is capable of communicating information relating to the position and/or the torque transmitted by the clutch device 12. This information makes it possible to control the torque transmitted and consequently the speed of rotation of the heat engine when the latter is driven by prime mover 11 during a restart procedure.
Conformément à l’invention, le procédé de redémarrage comporte les étapes suivantes en cas de détection d’une requête de redémarrage à un régime du moteur thermique non nul durant la procédure d’arrêt.In accordance with the invention, the restart method comprises the following steps in the event of detection of a restart request at a non-zero heat engine speed during the stop procedure.
- La détermination du régime du moteur thermique à l’instant de détection de la requête de redémarrage,The determination of the thermal engine speed at the instant of detection of the restart request,
- Lorsque le régime moteur est compris entre un premier seuil prédéterminé, environ 200 tr/min et un deuxième seuil prédéterminé, environ 500 tr/min, la commande automatique d’une transmission d’un couple moteur généré par la machine électrique au vilebrequin du moteur thermique,When the engine speed is between a first predetermined threshold, approximately 200 rpm and a second predetermined threshold, approximately 500 rpm, the automatic control of a transmission of an engine torque generated by the electric machine to the crankshaft of the engine thermal,
- Le pilotage du couple moteur généré par la machine électrique pour amener le vilebrequin du moteur thermique à un régime cible de déclenchement de la première combustion.The control of the engine torque generated by the electric machine to bring the crankshaft of the combustion engine to a target speed for triggering the first combustion.
Le régime cible est configurable en fonction des prestations et d’agrément de conduite recherché. Le régime cible peut être compris entre le premier seuil et le deuxième seuil, ou même être supérieur au deuxième seuil. La valeur du régime cible dépend notamment du couple moteur pouvant être fourni par la machine motrice. Les valeurs de seuils sont enregistrées en mémoire de l’unité de commande. Elles ne sont pas strictement limitatives et peuvent être configurées à des valeurs encadrant lesdits seuils de plusieurs dizaines de tr/min selon le modèle de moteur et démarreur.The target engine speed can be configured according to the performance and driving pleasure sought. The target speed can be between the first threshold and the second threshold, or even be greater than the second threshold. The value of the target speed depends in particular on the engine torque that can be supplied by the prime mover. The threshold values are saved in the memory of the control unit. They are not strictly limiting and can be configured at values surrounding said thresholds of several tens of rpm depending on the motor and starter model.
La commande automatique d’une transmission d’un couple moteur généré consiste à commander la fermeture du dispositif d’accouplement 12, ou du moins la fermeture partielle de manière à assurer la transmission d’un couple suffisant. La fermeture est pilotée automatiquement par l’unité de commande 20 du groupe motopropulseur.The automatic control of a transmission of a motor torque generated consists in controlling the closing of the coupling device 12, or at least the partial closing so as to ensure the transmission of a sufficient torque. Closing is controlled automatically by the control unit 20 of the powertrain.
Selon une première variante de contrôle du régime moteur, le régime du moteur thermique 10 est régulé par une consigne de position du dispositif d’accouplement 11, ladite consigne pilotant le couple moteur transmis par la machine électrique 11 au vilebrequin.According to a first engine speed control variant, the speed of the heat engine 10 is regulated by a position setpoint of the coupling device 11, said setpoint controlling the engine torque transmitted by the electric machine 11 to the crankshaft.
Dans une deuxième variante, la valeur de la consigne du couple moteur de la machine électrique est pilotée pour amener le régime du moteur thermique à une valeur cible. La position du dispositif d’accouplement reste constante.In a second variant, the value of the motor torque setpoint of the electric machine is controlled to bring the speed of the heat engine to a target value. The position of the coupling device remains constant.
Quel que soit le mode de régulation du régime moteur, la machine motrice électrique 11 est pilotée pour fournir additionnellement le couple nécessaire au redémarrage du moteur thermique. La valeur du couple moteur de la machine motrice, transmis par l’embrayage 12, est toujours fixe, par exemple 60Nm. La valeur de la consigne est dépendante du couple résistif moteur ainsi que le régime où a lieu la demande de redémarrage.Whatever the mode of regulation of the engine speed, the electric drive machine 11 is controlled to additionally supply the torque necessary for restarting the heat engine. The value of the motor torque of the driving machine, transmitted by the clutch 12, is always fixed, for example 60Nm. The setpoint value is dependent on the motor resistive torque as well as the speed where the restart request takes place.
La valeur du couple moteur transmis par l’organe de couplage 13 aux roues est variable et dépendante de la demande du conducteur, par exemple via sa pédale d’accélérateur.The value of the engine torque transmitted by the coupling member 13 to the wheels is variable and dependent on the driver's request, for example via his accelerator pedal.
La figure 2 illustre graphiquement une procédure d’arrêt du moteur thermique durant laquelle une requête de redémarrage est activée avant l’arrêt complet du régime moteur. Lors de cette phase, on fait l’hypothèse qu’une procédure d’arrêt a été déclenchée. L’axe des abscisses est l’axe temporel et l’axe des ordonnées représente le régime moteur Rmth du moteur thermique. La droite référencée Rg en trait pointillé et de profil décroissant représente la valeur du régime moteur du moteur thermique en tr/min durant la procédure de mise à l’arrêt suivie d’un redémarrage.Figure 2 graphically illustrates a thermal engine shutdown procedure during which a restart request is activated before the engine speed completely stops. During this phase, it is assumed that a shutdown procedure has been triggered. The abscissa axis is the time axis and the ordinate axis represents the engine speed Rmth of the combustion engine. The straight line referenced Rg in dotted line and with decreasing profile represents the value of the engine speed of the internal combustion engine in rpm during the shutdown procedure followed by a restart.
Un premier seuil S1, de valeur d’environ 200 tr/min, indique la limite de régime en dessous de laquelle le démarreur du groupe motopropulseur est autorisé à assister le moteur thermique lors d’un redémarrage. Un deuxième seuil S2, de valeur d’environ 500 tr/min, indique la limite de régime au-dessus de laquelle le moteur thermique est autorisé à redémarrer de manière autonome par une commande d’injection de carburant. Le rectangle en trait gras Z0 représente la zone de régime moteur durant cette séquence temporelle pour laquelle l’unité de commande du groupe motopropulseur pilote de manière coordonnée la machine motrice de traction et l’embrayage pour assister le moteur thermique en cas de détection d’une requête de démarrage.A first threshold S1, with a value of approximately 200 rpm, indicates the speed limit below which the starter of the powertrain is authorized to assist the internal combustion engine during a restart. A second threshold S2, with a value of approximately 500 rpm, indicates the speed limit above which the internal combustion engine is authorized to restart autonomously by a fuel injection command. The bold line rectangle Z0 represents the engine speed zone during this time sequence for which the powertrain control unit controls the traction drive unit and the clutch in a coordinated manner to assist the heat engine in the event of detection of a start request.
La zone Z1 représente donc la période pour cette séquence où le moteur peut redémarrer de manière autonome. La zone Z2 représente la période où le moteur doit être assisté lors de son redémarrage, soit par la machine motrice de traction, soit par le démarreur.Zone Z1 therefore represents the period for this sequence where the motor can restart autonomously. Zone Z2 represents the period during which the engine must be assisted when restarting, either by the traction drive machine or by the starter.
Les trois modes de redémarrage sont représentés en fonction de la valeur du régime moteur lors de la détection de la requête de redémarrage. La courbe RD1 représente un premier mode de redémarrage autonome. La requête de redémarrage est détectée à un instant où le régime moteur est égal, ou supérieur, au seuil S2. La commande d’une injection de carburant suffit à redémarrer le moteur.The three restart modes are represented according to the value of the engine speed when the restart request is detected. Curve RD1 represents a first autonomous restart mode. The restart request is detected at a time when the engine speed is equal to, or greater than, the threshold S2. Commanding a fuel injection is sufficient to restart the engine.
La courbe RD2 représente le deuxième mode de redémarrage conformément à l’invention où l’unité de commande du groupe motopropulseur commande la génération d’un couple moteur par la machine motrice électrique et la fermeture de l’embrayage les reliant mécaniquement. La requête de redémarrage est détectée lorsque le régime moteur est compris entre S1 et S2. Le couple moteur transmis au vilebrequin permet d’amener le régime moteur à une valeur suffisante pour déclencher une injection de carburant et un cycle de combustion jusqu’à atteindre le régime de ralenti. Il n’est donc pas nécessaire de solliciter un organe de démarrage spécifique pour cette plage de régime.Curve RD2 represents the second restart mode in accordance with the invention where the powertrain control unit controls the generation of an engine torque by the electric drive machine and the closing of the clutch mechanically connecting them. The restart request is detected when the engine speed is between S1 and S2. The engine torque transmitted to the crankshaft makes it possible to bring the engine speed to a value sufficient to trigger a fuel injection and a combustion cycle until reaching idle speed. It is therefore not necessary to use a specific starting component for this speed range.
La courbe RD3 représente le troisième mode de redémarrage où l’unité de commande pilote le démarreur pour assister le moteur thermique en cas de détection de la requête de redémarrage lorsque le régime moteur est égal ou inférieur à S1. Lors de ce mode de redémarrage, le démarreur est tout d’abord accouplé au vilebrequin du moteur thermique puis fournit un couple à ce dernier pour assister le moteur thermique lors de la procédure de redémarrage. La machine électrique de traction n’est donc pas sollicitée pour cette plage de régime.Curve RD3 represents the third restart mode where the control unit controls the starter to assist the thermal engine in the event of detection of the restart request when the engine speed is equal to or lower than S1. During this restarting mode, the starter is first coupled to the crankshaft of the combustion engine then supplies torque to the latter to assist the combustion engine during the restarting procedure. The electric traction machine is therefore not required for this speed range.
Enfin, la segmentation de la plage de régime moteur en trois modes de redémarrage évite un surdimensionnement de la machine électrique de traction et l’intégration d’un alterno-démarreur. Cette stratégie permet donc de réduire le coût du groupe motopropulseur.
Finally, the segmentation of the engine speed range into three restarting modes avoids oversizing of the electric traction machine and the integration of an alternator-starter. This strategy therefore reduces the cost of the powertrain.
Claims (9)
- La détermination du régime du moteur thermique (Rg) à l’instant de détection de la requête de redémarrage,
- Lorsque le régime moteur (Rg) est compris entre un premier seuil prédéterminé (S1) et un deuxième seuil prédéterminé (S2), la commande automatique d’une transmission d’un couple moteur généré par la machine électrique (11) au vilebrequin du moteur thermique (10),
- Le pilotage du couple moteur généré par la machine électrique (11) pour amener le vilebrequin du moteur thermique (10) à un régime cible de déclenchement de la première combustion.
- The determination of the thermal engine speed (Rg) at the instant of detection of the restart request,
- When the engine speed (Rg) is between a first predetermined threshold (S1) and a second predetermined threshold (S2), the automatic control of a transmission of an engine torque generated by the electric machine (11) to the crankshaft of the engine thermal (10),
- The control of the engine torque generated by the electric machine (11) to bring the crankshaft of the heat engine (10) to a target speed for triggering the first combustion.
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|---|---|---|---|---|
| FR3129182A1 (en) * | 2021-11-18 | 2023-05-19 | Psa Automobiles Sa | METHOD FOR RESTARTING A THERMAL ENGINE IN THE SHUTDOWN PHASE COMPRISING MANAGEMENT OF RESTART MODES |
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