FR3114559A1 - Dispositif de controle de redemarrage d’un moteur a combustion d’un vehicule hybride - Google Patents

Dispositif de controle de redemarrage d’un moteur a combustion d’un vehicule hybride Download PDF

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Valentina Ciarla
Jean Pierre Chemisky
Jean Christophe Guiban
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Abstract

Dispositif de contrôle (18) pour un véhicule comprenant :- un train de roues (8),- un moteur à combustion (1) et une machine motrice non-thermique (9) configurés pour fournir un couple aux roues (8),- une machine électrique (3) configurée pour un redémarrage du moteur à combustion (1),- un dispositif de commande de frein couplée à un circuit de freinage du véhicule,- un moyen de détermination de la vitesse en cours et de l’accélération en cours du véhicule,- des moyens de contrôle déclenchant le redémarrage du moteur à combustion (1), lorsque : - le véhicule roule à une vitesse inférieure à une première vitesse seuil, et- le véhicule roule avec une accélération négative inférieure à une accélération seuil, et- le dispositif de commande de frein n’est pas actionné par le conducteur. Figure 1.

Description

DISPOSITIF DE CONTROLE DE REDEMARRAGE D’UN MOTEUR A COMBUSTION D’UN VEHICULE HYBRIDE
L’invention concerne les véhicules hybrides qui comprennent un moteur thermique et une machine motrice non-thermique consommant respectivement du carburant et de l’énergie (ou puissance) stockée dans au moins un moyen de stockage d’énergie pour fournir du couple, ensemble ou séparément, pour au moins un train.
On notera que l’invention concerne aussi bien les moyens de stockage d’énergie électrique que les moyens de stockage d’énergie hydraulique ou pneumatique. Par ailleurs, l’invention concerne aussi bien le cas dans lequel le moteur thermique et la machine motrice non-thermique fournissent deux couples pour un même train que le cas dans lequel le moteur thermique et la machine motrice non-thermique fournissent deux couples respectivement pour deux trains.
Certains véhicules hybrides, du type de ceux définis ci-avant, disposent d’une fonction automatique dite de « marche rampante » (ou « rampage »), leur permettant de continuer à se déplacer sans à coup à faible vitesse (typiquement de 0 à 12 km/h sur le plat ou en pente) grâce à la fourniture d’un couple variable dès que la vitesse du véhicule évolue en-dessous d’un seuil et que le conducteur n’agit pas sur la pédale d’accélérateur. Ce mode de déplacement (ou roulage), dit « mode de marche rampante » dans tout le texte de ce document, permet au conducteur de manœuvrer plus facilement son véhicule en n’ayant besoin que de contrôler le volant et d’actionner temporairement la pédale de frein.
On connait du document de brevet WO-A1-201938492 un dispositif de contrôle anticipant le démarrage du moteur thermique de sorte à assurer le mode de marche rampante lorsque, par exemple, la machine motrice non-thermique est dans l’incapacité d’assurer le mode de marche rampante à elle seule selon l’état du moyen de stockage d’énergie.
Malheureusement ce dispositif de contrôle présuppose que, en mode de marche rampante avec uniquement la machine motrice non thermique générant la propulsion, la puissance maximale que peut délivrer la machine motrice non thermique, indépendamment de l’état du stockage d’énergie, soit suffisante dans tous les cas de vie du véhicule en mode de marche rampante. Or il existe des véhicules hybrides qui comprennent une machine motrice non-thermique de faible capacité, dont la puissance ou le couple peut être insuffisant dans des situations de vie particulières du véhicule en mode de marche rampante, par exemple lorsque le véhicule est lourdement chargé et/ou en pente, et provoquant un recul du véhicule pendant que le moteur à combustion est redémarré.
Le but de l’invention est de remédier à ce manque en proposant un dispositif de contrôle adapté aux véhicules hybrides qui comprennent une machine motrice non-thermique de faible capacité sans qu’il y ait possibilité de recul de ces véhicules.
A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de contrôle pour un véhicule, ce véhicule comprenant :
- un train de roues,
- un moteur à combustion et une machine motrice non-thermique configurés pour fournir respectivement un couple aux roues,
- une machine électrique configurée pour un redémarrage du moteur à combustion,
- un dispositif de commande de frein couplée à un circuit de freinage du véhicule,
- un moyen de détermination de la vitesse en cours et de l’accélération en cours du véhicule,
ce véhicule étant en roulage dans un mode non thermique dans lequel le moteur à combustion est à l’arrêt, ce dispositif de contrôle comprenant des moyens de contrôle déclenchant le redémarrage du moteur à combustion, lorsque :
- le véhicule roule à une vitesse inférieure à une première vitesse seuil, et
- le véhicule roule avec une accélération négative inférieure à une accélération seuil, et
- le dispositif de commande de frein n’est pas actionné par le conducteur.
Ainsi ce dispositif de contrôle permet avantageusement de redémarrer le moteur thermique avant que le véhicule ne présente une vitesse de recul ou un déplacement de recul, alors même que ce véhicule est dans des conditions augmentant la probabilité d’apparition d’un recul.
En outre, ce dispositif de contrôle évitera l’apparition d’un recul même pour un véhicule hybride léger, c’est-à-dire ayant la machine motrice non-thermique de faible capacité. Il n’est alors plus utile d’avoir une machine motrice non-thermique de forte capacité.
Selon un mode de réalisation de l’invention, ce dispositif de contrôle comprenant un moyen de contrôle du véhicule en un mode de marche rampante, caractérisé en ce que la première vitesse seuil est une vitesse maximale autorisée prédéterminée du véhicule pour le mode de marche rampante.
En effet, le mode de marche rampante est un mode de marche du véhicule qui augmente la probabilité d’apparition d’un recul du véhicule. Il est alors judicieux, alors que le véhicule fonctionne en ce mode de marche rampante, que le dispositif de contrôle soit tel que décrit, en prenant en compte la vitesse maximale autorisée prédéterminée du véhicule pour le mode de marche rampante comme la première vitesse seuil.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la première vitesse seuil est notamment inférieure ou égale à 15 Km/h.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la première vitesse seuil est comprise entre 5 et 8 Km/h, notamment égale à 7 Km/h.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’accélération seuil est inférieure à 0 m/s2.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’accélération seuil est comprise entre 0 m/s2et - 0,5 m/s2, notamment égale à - 0,2 m/s2.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le véhicule comprend un dispositif de frein de parking, et consécutivement à ce redémarrage, les moyens de contrôle autorisent l’arrêt du moteur à combustion 1 si:
- ce dispositif de frein de parking est actionné pour freiner le véhicule,
ou,
- le véhicule roule à une vitesse supérieure à une seconde vitesse seuil, et avec une accélération supérieure ou égale à 0 m/s2.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la seconde vitesse seuil est strictement supérieure à la première vitesse seuil.
En effet, cette caractéristique permet d’assurer une hystérésis entre le redémarrage du moteur à combustion 1 et l’autorisation d’arrêt du moteur à combustion 1.
L’invention a également pour objet un véhicule comprenant :
- le train de roues,
- le moteur à combustion et la machine motrice non-thermique configurés pour fournir respectivement des couples pour au moins le train de roues,
- la machine électrique configurée pour un redémarrage du moteur à combustion,
- le dispositif de commande de frein couplée au circuit de freinage du véhicule,
- le moyen de détermination de la vitesse en cours et de l’accélération en cours du véhicule hybride,
- un dispositif de contrôle tel que précédemment décrit.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la machine motrice non-thermique est un moteur électrique dont le couple maximal possible ramené aux roues du train de roues pour une vitesse du véhicule entre 0 et 10 km/h est inférieure à 1250 N.m.
D’autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après d’un mode particulier de réalisation, non limitatif de l’invention, faite en référence aux figures dans lesquelles :
: La figure 1, représente un schéma de l’architecture d’un véhicule hybride pour lequel l’invention est applicable.
: La figure 2 est un ensemble de courbes d’accélérations en fonction de la vitesse du véhicule illustrant la différence entre des véhicules hybrides non légers et des véhicules hybrides légers.
: La figure 3 représente un chronogramme des actions de redémarrage du moteur à combustion selon l’invention.
Il est à garder à l’esprit que les figures sont données à titre d'exemples et ne sont pas limitatives de l’invention. Elles constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En outre, dans ce qui va suivre, il est fait référence à toutes les figures prises en combinaison. Quand il est fait référence à une ou des figures spécifiques, ces figures sont à prendre en combinaison avec les autres figures pour la reconnaissance des références numériques désignées. Les références des éléments inchangés ou ayant la même fonction sont communes à toutes les figures, et les variantes de réalisation.
La figure 1divulgue le schéma de l’architecture d’un véhicule hybride pour lequel l’invention est applicable.
Ce véhicule comprend un système de motricité mécanique, un réseau de puissance électrique, et un réseau de bord électrique.
Le système de motricité mécanique comprend :
- un moteur à combustion 1 comprenant un vilebrequin 2,
- un premier moyen de couplage 11,
- une machine électrique réversible 3 couplée au vilebrequin 2, par exemple à une première extrémité du vilebrequin 2, par le premier moyen de couplage 11,
- une boîte de vitesses 4 couplée au vilebrequin 2, par exemple à une deuxième extrémité du vilebrequin 2,
- un train de roues 8 couplé à la boîte de vitesses 4.
la boîte de vitesses 4 comprend en outre :
- un arbre primaire 6,
- un deuxième moyen de couplage 5 débrayable, par exemple un embrayage, couplant l’arbre primaire 6 à la deuxième extrémité du vilebrequin 2,
- un arbre secondaire 7 couplé au train de roues 8,
- une machines motrices non thermique 9, par exemple une machine motrice électrique réversible 9,
- un troisième moyen de couplage 10 couplant la machines motrices non thermique 9 à l’arbre primaire 6.
Ce troisième moyen de couplage 10 est par exemple un train d’engrenages. En variantes, la machines motrices non thermique 9 peut être couplée à un deuxième train de roues alors que le moteur à combustion est couplé à un premier train de roues distinct du deuxième, ou encore à l’arbre secondaire 7 ou un arbre intermédiaire de la boîte de vitesses 4.
La figure 1 illustre une unique machine motrice non thermique 9, mais ce n’est pas obligatoire et on peut avoir par exemple une première machine motrice non thermique 9 couplée à un train de roues avant du véhicule, le moteur à combustion 1 étant également couplé à ce même train de roues avant, et une deuxième machine motrice non thermique 9 couplée à un train de roues arrières du véhicule. Le couple à la roue sera alors la somme de chaque couple de la première et deuxième machine motrice non thermique 9 multiplié par un rapport de réduction ramenant le couple des machine motrice non thermique 9 à la roue.
En variante, la machine électrique réversible 3 est couplée au vilebrequin 2, par exemple à la deuxième extrémité du vilebrequin 2 par le premier moyen de couplage 11. Ce premier moyen de couplage 11 est par exemple une transmission par courroie. La machine électrique réversible 3 est par exemple un alterno-démarreur permettant de redémarrer le moteur à combustion 1, c’est-à-dire un court instant après un précédent arrêt du moteur à combustion 1, inférieur à 10 minutes par exemple : L’huile du moteur à combustion 1 est alors encore à une température plus élevée qu’une température ambiante, et dans ces conditions le redémarrage est un démarrage à chaud du moteur à combustion 1, par opposition à un démarrage à froid du moteur à combustion 1 lorsque la température de l’huile est égale à la température ambiante.
Le moteur à combustion 1 comprend, un démarreur 12 couplé au vilebrequin 2 et apte à démarrer la combustion notamment pour le démarrage à froid.
Le réseau de puissance électrique comprend :
- un moyen de stockage d’énergie motrice 13 pour la machine motrice non thermique 9, par exemple une batterie de propulsion 13 pour alimenter en courant la machine motrice électrique réversible 9,
- un convertisseur de courant 14, par exemple du type continu-continu,
- un faisceau de puissance 15 reliant électriquement entre eux le moyen de stockage d’énergie motrice 13, la machine électrique réversible 3, la machine motrice non thermique 9, et le convertisseur de courant 14.
Ce réseau de puissance électrique est avantageusement le réseau puissance d’un véhicule hybride léger, par exemple travaillant sous une tension de 48V.
Le réseau de bord électrique comprend :
- le convertisseur de courant 14 faisant l’interface entre le réseau de bord électrique et le réseau de puissance électrique en transformant par exemple la tension de 48V en une tension de 12V pour le réseau de bord,
- une batterie de servitude 16, par exemple une batterie 12V,
- des instruments de bord 17,
- un ou plusieurs dispositifs de contrôle 18, agencés de sorte à contrôler le démarrage ou l’arrêt du moteur à combustion 1, à contrôler la machine électrique réversible 3, le convertisseur de courant 14, le deuxième moyen de couplage 5, la machine motrice non thermique 9, le moyen de stockage d’énergie motrice 13, la batterie de servitude 16.
- un faisceau de bord 19 reliant électriquement entre eux le convertisseur de courant 14, la batterie de servitude 16, les instruments de bord 17, et le dispositif de contrôle 18.
Ce véhicule comprend également un réseau de contrôle commande, non représenté, permettant d’échanger des informations et des commandes entre le dispositif de contrôle 18 et les organes à contrôler précités, ou entre des capteurs du véhicule et le dispositif de contrôle 18.
Ce véhicule comprend en outre :
- un circuit de freinage du véhicule, agissant par exemple sur l’ensemble des roues du véhicule,
- un dispositif de commande de frein couplée au circuit de freinage du véhicule, par exemple une pédale de frein,
- un moyen de détermination de la vitesse en cours et de l’accélération en cours du véhicule,
- un dispositif de commande de vitesse du véhicule, par exemple couplé au dispositif de contrôle 18 qui contrôle le moteur à combustion 1, ou la machine motrice non thermique 9, ou une combinaison des deux, pour produire un couple au roues du véhicule en fonction de la vitesse ou du couple demandé par le dispositif de commande de vitesse.
Ce dispositif de commande de vitesse du véhicule est par exemple une pédale d’accélération, ou une commande au volant.
Ce véhicule comprend en outre un dispositif de frein de parking. Ce dispositif de frein de parking est par exemple un frein indépendant du circuit de freinage du véhicule, comme par exemple un frein à main comprenant un levier actionnable par le conducteur et dont l’actionnement provoque un freinage d’un train de roues, préférentiellement un train de roues arrières du véhicule. Mais ce frein de parking peut également être un système de blocage de l’arbre secondaire de la boîte de vitesse 4, comprenant des mâchoires crantées solidaires du carter de la boîte de vitesses et se refermant sur une couronne crantée de l’arbre secondaire.
Le dispositif de contrôle 18 comprend des moyens de contrôles. Ces moyens de contrôle sont par exemple un ensemble comprenant un calculateur de supervision, et un ou plusieurs calculateurs spécifiques couplés au calculateur de supervision via un bus de données de type CAN pour l’acronyme anglais « Controller Area Network ». Ces calculateurs comprennent des moyens d’acquisition, de traitement par instructions logicielles stockées dans une mémoire ainsi que les moyens de commande requis à mise en œuvre d’un procédé.
Mais en variante ces calculateurs peuvent être regroupés en un unique calculateur.
L’invention proposera donc de mettre en œuvre, au sein du véhicule, un procédé destiné à contrôler le redémarrage du moteur à combustion 1.
Cette mise en œuvre peut se faire au moyen du dispositif de contrôle 18. Par conséquent, un dispositif de contrôle 18, 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.
On comprendra par batterie, dans tout le texte de ce document, un ensemble comprenant au moins un module de batterie contenant au moins une cellule électrochimique, la batterie de servitude étant considérée équivalente à au moins un module. Cette batterie comprend éventuellement des moyens électriques ou électroniques pour la gestion d’énergie électrique de ce au moins un module. Lorsqu’il y a plusieurs modules, ils sont regroupés dans un carter et forment alors un bloc batterie, ce bloc batterie étant souvent désigné par l’expression anglaise « pack batteries », ce carter contenant généralement une interface de montage, et des bornes de raccordement. De la même façon, lorsqu’il y a plusieurs cellules, elles sont regroupées dans un carter et forment alors un module de batterie, le mot carter désignant dans tout le texte de ce document indifféremment le carter du module ou du bloc batterie.
Par ailleurs, on comprendra par cellule électrochimique dans tout le texte de ce document, des cellules générant du courant par réaction chimique, par exemple de type lithium-ion (ou Li-ion), de type Ni-Mh, ou Ni-Cd ou encore plomb.
Les véhicules hybrides utilisent en général des machines motrices non thermique, notamment des machines motrices électriques, aptes à générer un couple maximal de 2000 à 2500 N.m à la roue, entre 0 et 12 km/h, ce qui permet au véhicule de gravir des pentes au-delà de 25% à la seule force de la machine motrice électrique. Un tel couple maximal exclue ces véhicules du domaine des hybrides légers, dont la machine motrice non thermique 9, ici une machine électrique motrice, est généralement alimentée par une tension de 48V et dont le couple généré maximal à la roue est deux fois moindre pour cette même plage de vitesses, de 1000 à 1250 N.m, ce qui implique de potentiels reculs en pente du véhicule lorsqu’il avance à la seule force de la machine motrice non thermique 9, le temps que le moteur à combustion 1 redémarre et puisse tracter le véhicule.
La figure 2illustre la différence entre les véhicules hybrides et les véhicules hybrides légers, en représentant les conséquences dynamiques sur le véhicule en fonction de sa vitesse.
L’axe des abscisses est la vitesse du véhicule en Km/h, l’axe des ordonnées est l’accélération longitudinale maximale, en m/s2, du véhicule :
- sur une surface de roulage horizontale,
- et avec uniquement la machine motrice non thermique générant la propulsion.
Cette figure montre deux zones distinctes :
- une première zone Z1, dans laquelle on retrouve les caractéristiques des véhicules hybrides non légers, par exemple une accélération maximale entre 1,5 et 4,75 m/s2pour une vitesse entre 0 et 20 Km/h,
- une deuxième zone Z2, dont les accélérations longitudinales maximales sont toutes bien inférieures à la zone Z1, caractéristique des véhicules hybrides légers, par exemple entre 0,5 et 1,15 m/s2pour une vitesse comprise entre 0 et 16 Km/h.
Cette probabilité de recul non désiré de ce véhicule hybride léger augmente encore lorsqu’il évolue à vitesse très faible car dans cette condition le véhicule est déjà très proche d’une vitesse de recul et le temps de redémarrer le moteur à combustion 1 sera plus long que le temps de bascule de la vitesse en marche avant à marche arrière.
Par exemple, un temps de redémarrage du moteur à combustion 1 de 0,7 seconde (temps entre l’ordre de redémarrage et l’instant ou le moteur est apte à fournir du couple pour la motricité du véhicule) suffira à provoquer un recul du véhicule s’il est combiné à :
- une pente de 9% de la surface de roulage du véhicule, en montée,
- une vitesse initiale nulle du véhicule hybride léger,
- un couple maximal de 1000 N.m disponible par la machine motrice non thermique 9.
Bien entendu, on comprendra par recul du véhicule, dans tout le texte de ce document, un déplacement du véhicule en sens inverse du sens de marche sélectionné du véhicule: Si une vitesse de marche avant est sélectionnée, le recul correspond à un déplacement en arrière du véhicule et si la marche arrière est sélectionnée, le recul correspond à un déplacement du véhicule en marche avant.
On comprendra par accélération négative, dans tout le texte de ce document, une diminution de la vitesse du véhicule se déplaçant dans le sens de marche sélectionné du véhicule, ou une augmentation de la vitesse du véhicule se déplaçant dans le sens opposé de celui du sens de marche sélectionné du véhicule.
Cette possibilité de recul se retrouve en particulier lorsque ce véhicule hybride léger :
- évolue dans le mode de marche rampante précédemment décrit, c’est-à-dire permettant de continuer à déplacer le véhicule sans à coup à faible vitesse, par exemple inférieure ou égale à 7 Km/h sur le plat ou en montée, grâce à la fourniture d’un couple variable dès que la vitesse du véhicule évolue en-dessous d’un seuil et que le conducteur n’agit pas sur la pédale d’accélérateur,
- et que le véhicule est dans un mode moteur initial 100% non thermique où seule la machine motrice non thermique 9 fournie du couple pour la motricité, le moteur à combustion 1 étant à l’arrêt.
On comprendra dans tout le texte de ce document que, si le véhicule comprend plusieurs machines motrices non thermiques 9, le couple pour la motricité à considérer est la somme des couples de chaque machines motrices non thermiques 9.
En outre, le couple à la roue, ou au train de roues, quel que soit le nombre de roues motrices, est la somme des couples de chaque machines motrices non thermiques 9 multiplié par un rapport de transmission entre l’arbre de sortie de chaque machine motrice non thermique et l’arbre d’une ou des roues. Selon la figure 1, qui illustre une unique machine motrice non thermique 9, ce rapport de transmission inclue donc le rapport d’une vitesse la plus courte de la boîte de vitesses 4, le rapport du troisième moyen de couplage, et le rapport d’un différentiel (non représenté) intégré ou non à la boîte de vitesses 4.
On notera en effet que le couple maximal à la roue selon l’architecture de l’exemple de la figure 1 est obtenu avec le rapport le plus court engagé de la boîte de vitesses. Mais d’autres exemples d’architecture sont possibles, par exemple une unique machine motrices non thermiques 9 entrainant un train de roues arrière du véhicule, par l’intermédiaire d’un simple réducteur à une vitesse, intégrant ou non le différentiel : dans ce cas na notion de rapport le plus court ne s’applique pas puisqu’il n’y a qu’un unique rapport de réduction.
Selon l’invention, le dispositif de contrôle 18 illustré dans l’exemple non limitatif de la figure 1 est configuré pour un véhicule, ce véhicule comprenant :
- le train de roues 8,
- le moteur à combustion 1 et la machine motrice non-thermique 9 configurés pour fournir un couple aux roues 8,
- la machine électrique 3 configurée pour le redémarrage du moteur à combustion 1,
- le dispositif de commande de frein couplée au circuit de freinage du véhicule,
- le moyen de détermination de la vitesse en cours et de l’accélération en cours du véhicule.
Ce véhicule étant en roulage dans le mode non thermique dans lequel le moteur à combustion 1 est à l’arrêt, ce dispositif de contrôle 18 comprend les moyens de contrôle déclenchant le redémarrage du moteur à combustion 1, lorsque :
- le véhicule roule à une vitesse inférieure à une première vitesse seuil, et
- le véhicule roule avec une accélération négative inférieure à une accélération seuil, et
- le dispositif de commande de frein n’est pas actionné par le conducteur.
Ce dispositif de contrôle 18 comprend un moyen de contrôle du véhicule avec le mode de marche rampante, et la première vitesse seuil est une vitesse maximale autorisée prédéterminée du véhicule pour le mode de marche rampante.
La première vitesse seuil est par exemple inférieure ou égale à 15 Km/h. Elle peut être comprise entre 5 et 8 Km/h, notamment égale à 7 Km/h comme illustré sur la figure 3.
L’accélération seuil est inférieure à 0 m/s2.
L’accélération seuil est par exemple comprise entre 0 m/s2et - 0,5 m/s2, notamment égale à - 0,2 m/s2comme illustré sur la figure 3.
Le véhicule comprend le dispositif de frein de parking, et consécutivement à ce redémarrage, les moyens de contrôle autorisent l’arrêt du moteur à combustion 1 si:
- ce dispositif de frein de parking est actionné pour freiner le véhicule,
ou,
- le véhicule roule à une vitesse supérieure à une seconde vitesse seuil, et avec une accélération positive supérieure ou égale à 0 m/s2.
La seconde vitesse seuil est par exemple supérieure à la première vitesse seuil, de sorte à assurer une hystérésis entre le redémarrage du moteur à combustion 1 et l’autorisation d’arrêt du moteur à combustion 1. Par exemple, la seconde vitesse seuil est comprise entre 103% et 150% de la première vitesse seuil. Par exemple la seconde vitesse seuil est comprise entre 103% et 115% de la première vitesse seuil. Plus précisément, la première vitesse seuil étant de 7Km/h, la seconde vitesse seuil sera par exemple de 8 Km/h.
Ce véhicule comprend le dispositif de contrôle 18.
La machine motrice non-thermique 9 est un moteur électrique dont le couple maximal possible ramené aux roues du train de roues 8 pour une vitesse du véhicule entre 0 et 10 km/h est inférieure à 1250 N.m.
La figure 3représente un chronogramme des étapes de redémarrage du moteur à combustion selon l’invention. Ce chronogramme est divisé en trois sous-chronogrammes pour plus de clarté, chacun de ces trois sous-chronogramme ayant un repère dont l’axe des abscisses est commun, et représente le temps.
Le premier sous-chronogramme représente une courbe C1d’altitude du véhicule en mètres. Dans cet exemple le véhicule va gravir une montée qui débute à l’instant t1et se termine à l’instant t7. L’altitude à l’instant t7est donc plus grande que l’altitude à l’instant t1. On notera qu’entre l’instant t0et t1le véhicule évolue sur une surface horizontale. En outre, entre l’instant t0et t7le dispositif de commande de frein n’est pas actionné par le conducteur.
Le deuxième sous-chronogramme représente des courbes C2et C3. L’axe des ordonnées est double et représente :
- l’accélération du véhicule par la courbe C3, en pointillés, et
- la vitesse du véhicule par la courbe C2en trait plein, en fonction du temps.
Le troisième sous-chronogramme représente des courbes C4et C5. L’axe des ordonnées est double et représente :
- la consigne en couple à la roue demandé par le conducteur via le dispositif de commande de vitesse, pour la courbe C4en pointillés,
- et le couple à la roue réellement obtenu, pour la courbe C5, en trait plein.
On constate qu’entre l’instant t0et t1la vitesse C2est constante, à 7 Km/h ce qui représente par exemple la première vitesse seuil. La vitesse C2étant constante entre t0et t1, l’accélération C3est nulle.
A l’instant t1, le véhicule aborde la montée et instinctivement le conducteur va actionner légèrement et progressivement le dispositif de commande de vitesse de l’instant t1à t2puis garder sa consigne de couple à la roue C4constante jusqu’à t4. De t0à t4la consigne en couple à la roue C4ne dépasse pas la capacité maximale de la machine motrice non thermique 9, si bien qu’à elle seule, le moteur à combustion 1 étant à l’arrêt, la machine motrice non thermique 9 permet de satisfaire pleinement la consigne en couple à la roue demandé par le conducteur C4, les courbes C4et C5sont confondues. Cependant, à partir de l’instant t1la vitesse du véhicule C2commence à diminuer malgré l’action précédente du conducteur sur le dispositif de commande de vitesse. Naturellement à partir de t1l’accélération C3diminue en devenant négative, jusqu’à atteindre à l’instant t3la valeur de -0,2 m/s2. Cette valeur de -0,2 m/s2est l’accélération seuil de cet exemple : le conducteur n’actionnant pas le dispositif de commande de frein, les conditions selon l’invention sont réunies pour, à l’instant t3, redémarrer le moteur à combustion 1, ce qui est fait. Pendant le temps de redémarrage du moteur à combustion 1 correspondant à la durée entre l’instant t3et l’instant t3bis, la vitesse du véhicule C2continue sa décroissance tout comme l’accélération C3, jusqu’à l’instant t4où la vitesse du véhicule C2devient nulle alors que le véhicule est :
- dans la montée,
- et le dispositif de commande de frein n’est pas actionné.
Mais à cet instant t4, le moteur à combustion 1 a terminé son redémarrage, et via le pilotage du deuxième moyen de couplage 5 débrayable par le dispositif de contrôle 18, le couple du moteur à combustion 1 est disponible depuis l’instant t3bis.
A l’instant t4, le conducteur ne voulant pas reculer, il augmente sa consigne de couple à la roue C4de façon brutale, la consigne C4prenant alors la forme d’un échelon ou créneau. A cet instant t4, la consigne de couple C4dépasse les capacités maximales de la machine motrice non thermique 9, mais le dispositif de contrôle 18 contrôle le deuxième moyen de couplage 5 débrayable en l’embrayant, de sorte que le couple du moteur à combustion 1 s’additionne au couple de la machine motrice non thermique 9 : parce que le moteur à combustion 1 a préalablement été redémarré à l’instant t3, le véhicule a la célérité nécessaire (accélération rapide C3à l’instant t4) pour répondre à la demande du conducteur et le véhicule n’a pas le temps de reculer. Après l’instant t4, la vitesse C2remonte en passant par t5et t6jusqu’à atteindre un palier à l’instant t7pendant que l’accélération C3reste constante. En outre, Après l’instant t4, on constate que le couple à la roue C5progresse selon une rampe linéaire avant d’arriver à une valeur constante : En effet, le dispositif de contrôle 18 comprend par exemple un moyen de contrôle de confort préventif, filtrant la consigne de couple à la roue C4par exemple en lissant l’échelon ou créneau de la consigne C4, de sorte que le conducteur, comme la mécanique, ne subissent pas un choc. Ce lissage n’est pas représenté sur la figure 3. A partie de l’instant t7, le véhicule retrouve une zone de roulage horizontale et la vitesse C2devient constante alors que l’accélération C3redevient nulle.

Claims (10)

  1. Dispositif de contrôle (18) pour un véhicule, ce véhicule comprenant :
    - un train de roues (8),
    - un moteur à combustion (1) et une machine motrice non-thermique (9) configurés pour fournir un couple aux roues (8),
    - une machine électrique (3) configurée pour un redémarrage du moteur à combustion (1),
    - un dispositif de commande de frein couplée à un circuit de freinage du véhicule,
    - un moyen de détermination de la vitesse en cours et de l’accélération en cours du véhicule,
    caractérisé en ce que, ce véhicule étant en roulage dans un mode non thermique dans lequel le moteur à combustion (1) est à l’arrêt, ce dispositif de contrôle (18) comprend des moyens de contrôle déclenchant le redémarrage du moteur à combustion (1), lorsque :
    - le véhicule roule à une vitesse inférieure à une première vitesse seuil, et
    - le véhicule roule avec une accélération négative inférieure à une accélération seuil, et
    - le dispositif de commande de frein n’est pas actionné par le conducteur.
  2. Dispositif de contrôle (18) selon la revendication 1, ce dispositif de contrôle (18) comprenant un moyen de contrôle du véhicule en un mode de marche rampante, caractérisé en ce que la première vitesse seuil est une vitesse maximale autorisée prédéterminée du véhicule pour le mode de marche rampante.
  3. Dispositif de contrôle (18) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première vitesse seuil est inférieure ou égale à 15 Km/h.
  4. Dispositif de contrôle (18) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première vitesse seuil est comprise entre 5 et 8 Km/h, notamment égale à 7 Km/h.
  5. Dispositif de contrôle (18) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’accélération seuil est inférieure à 0 m/s2.
  6. Dispositif de contrôle (18) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’accélération seuil est comprise entre 0 m/s2et - 0,5 m/s2, notamment égale à - 0,2 m/s2.
  7. Dispositif de contrôle (18) selon l’une des revendications précédentes, le véhicule comprenant un dispositif de frein de parking, caractérisé en ce que consécutivement à ce redémarrage, les moyens de contrôle autorisent l’arrêt du moteur à combustion (1) si:
    - ce dispositif de frein de parking est actionné pour freiner le véhicule,
    ou,
    - le véhicule roule à une vitesse supérieure à une seconde vitesse seuil, et avec une accélération positive supérieure ou égale à 0 m/s2.
  8. Dispositif de contrôle (18) selon la revendication 7, caractérisé en ce que la seconde vitesse seuil est strictement supérieure à la première vitesse seuil.
  9. Véhicule comprenant :
    - un train de roues (8),
    - un moteur à combustion (1) et une machine motrice non-thermique (9) configurés pour fournir respectivement des couples pour au moins le train de roues (8),
    - une machine électrique (3) configurée pour un redémarrage du moteur à combustion (1),
    - un dispositif de commande de frein couplée à un circuit de freinage du véhicule,
    - un moyen de détermination de la vitesse en cours et de l’accélération en cours du véhicule hybride,
    caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif de contrôle (18) selon l’une des revendications précédentes.
  10. Véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce que la machine motrice non-thermique (9) est un moteur électrique dont le couple maximal possible ramené aux roues du train de roues (8) pour une vitesse du véhicule entre 0 et 10 km/h est inférieure à 1250 N.m.
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