FR3131723A1 - Systeme de contrôle de demarrage d’un moteur thermique d’un vehicule automobile, procede et vehicule sur la base d’un tel systeme - Google Patents

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clutch
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Alain Clavier
Joseph Trojani
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Abstract

L’invention concerne un système de contrôle de démarrage d’un moteur thermique (MT) d’un véhicule automobile de type hybride comportant un système de transmission électrifiée (eD) incluant un embrayage (K0, K1, K2) connecté à un mécanisme de verrouillage de stationnement par un circuit hydraulique commun, le système de contrôle de démarrage comprenant - un calculateur de boîte de vitesse (TCU) estimant le couplage d’embrayage (K0, K1, K2), et l’état d’engagement du mécanisme de verrouillage de stationnement, et - un calculateur de contrôle (CMM) du moteur thermique (MT) et un levier de vitesse, pour autoriser ou interdire un démarrage du moteur thermique (MT), en fonction desdits états de couplage d’embrayage (K0, K1, K2), et du mécanisme de verrouillage de stationnement, ainsi que de l’état de démarrage ou d’arrêt du moteur thermique (MT). L’invention concerne en outre un procédé et un véhicule sur la base d’un tel système. Fig. 1

Description

SYSTEME DE CONTRÔLE DE DEMARRAGE D’UN MOTEUR THERMIQUE D’UN VEHICULE AUTOMOBILE, PROCEDE ET VEHICULE SUR LA BASE D’UN TEL SYSTEME
L’invention se rapporte au domaine des véhicules hybrides équipés d'un système de transmission électrifiée, comprenant un système de couplage avec le moteur thermique et un système de verrouillage de stationnement dont le circuit hydraulique est commun. L’invention se rapporte plus particulièrement à un système et un procédé de contrôle de démarrage du moteur thermique d’un tel véhicule automobile.
Dans ces véhicules hybrides, les démarrages/redémarrages du moteur thermique MT via le système de transmission électrifiée eD, sont contraints par un état du système de couplage K0 qui se situe entre le moteur thermique MT et la boîte de vitesse BV, dans une architecture pouvant être illustrée par la . Ainsi, lors d’une phase de démarrage/redémarrage, si l’organe choisi est le système de transmission électrifiée, il faut s’assurer que le couplage K0 est verrouillé fermé afin que la machine électrique EM du système de transmission électrifiée, ou le couple de la roue R, puisse être transmis au moteur thermique MT.
La problématique actuelle se situe au niveau de la définition de l’architecture organique du système de transmission électrifiée eD généralement appelé « e-Transmission » ou « eDCT ». La conception de ce système est telle que :
- Le circuit hydraulique de l’embrayage K0 est partagé avec celui du système de verrouillage de stationnement (généralement appelé « park lock » ou encore doigt de park) permettant le verrouillage mécanique de la boîte.
- L’information du couple transmissible par l’embrayage K0, servant à construire l’état du couplage, est une information estimée non issue d’un capteur.
De fait, pendant une phase de démarrage/redémarrage, si l’utilisateur demande l’engagement ou le désengagement du verrouillage de stationnement, il y a un risque que l’embrayage K0 s’ouvre du fait d’une chute soudaine de pression hydraulique liée à l’engagement/désengagement physique du verrouillage de stationnement, ayant pour conséquence de faire échouer la séquence de démarrage/redémarrage.
L’invention vise à pallier les problèmes de l’art antérieur.
Ainsi, l’invention propose un système de contrôle de démarrage d’un moteur thermique d’un véhicule automobile de type hybride comportant un système de transmission électrifiée incluant un embrayage connecté à un mécanisme de verrouillage de stationnement par un circuit hydraulique commun, le système de contrôle de démarrage comprenant
- un calculateur de boîte de vitesse configuré pour estimer l’état de couplage d’embrayage, et pour estimer l’état d’engagement du mécanisme de verrouillage de stationnement, et
- un calculateur de contrôle commandant les arrêts et redémarrage du moteur thermique et un levier de vitesse électronique du véhicule, le calculateur de contrôle étant configuré pour autoriser ou interdire un démarrage du moteur thermique, en fonction dudit état de couplage d’embrayage, et dudit état du mécanisme de verrouillage de stationnement, ainsi que de l’état de démarrage ou d’arrêt du moteur thermique.
Avantageusement, la supervision du groupe motopropulseur par le calculateur de contrôle va analyser en continue la cohérence de l’état de la position du levier de vitesse du système de transmission électrifiée, ainsi que l’état du mécanisme de verrouillage de stationnement afin de juger la capacité du système à réussir le démarrage/redémarrage et éviter ainsi des échecs.
Selon une variante, le calculateur de boîte de vitesse est configuré pour estimer l’état de couplage de l’embrayage en comparant un couple transmis estimé dudit embrayage respectivement à un seuil bas de couple transmis, et à un seuil haut de couple transmis, pour conclure à un état ouvert si le couple transmis est inférieur audit seuil bas, ou fermé ledit couple est supérieur audit seuil haut.
Selon une variante, le calculateur de boîte de vitesse est configuré pour déterminer le seuil bas de couple transmis correspondant à l’état ouvert, et le seuil haut de couple transmis correspondant à l’état fermé, à partir de deux cartographies qui dépendent d'une température estimée dudit embrayage ou d'une température d’huile de boîte de vitesses.
Selon une variante, le calculateur de contrôle est configuré, lorsque le levier de vitesse est en position de stationnement, pour
- interdire toute demande de démarrage/redémarrage si le mécanisme de verrouillage de stationnement n’est pas vu engagé et le moteur thermique n’est pas encore démarré/redémarré ; ou
- interrompre une demande de démarrage/redémarrage si le mécanisme de verrouillage de stationnement n’est pas vu engagé et le moteur thermique est en cours de démarrage/redémarrage.
Avantageusement, cela permet de mettre en œuvre, dans ce contexte, un cas d’usage dit de « système non capacitaire » préventif dans la première hypothèse ou un cas d’usage dit de « système non capacitaire » curatif dans la deuxième hypothèse.
Selon une variante, le calculateur de contrôle est configuré, lorsque le levier de vitesse est en position de stationnement, pour
- autoriser un démarrage/redémarrage du moteur thermique si le mécanisme de verrouillage de stationnement est vu engagé et le moteur thermique n’est pas encore démarré/redémarré ; ou
- autoriser toutes les demandes de démarrage/redémarrage si le mécanisme de verrouillage de stationnement n’est pas vu engagé et si le levier de vitesse est en position de stationnement depuis un premier temps calibrable et le moteur thermique n’est pas encore démarré/redémarré.
Avantageusement, cela permet de mettre en œuvre, dans ce contexte, un cas d’usage dit de « système capacitaire » dans la première hypothèse ou un cas d’usage dit de « système capacitaire de renfort (back up) » dans la deuxième hypothèse.
Selon une variante, le calculateur de contrôle est configuré, lorsque le levier de vitesse n’est pas en position de stationnement, pour
- interdire toute demande de démarrage/redémarrage si le mécanisme de verrouillage de stationnement n’est pas vu désengagé et le moteur thermique n’est pas encore démarré/redémarré ; ou
- interrompre la demande de démarrage/redémarrage si le mécanisme de verrouillage de stationnement n’est pas vu désengagé et le moteur thermique est en cours de démarrage/redémarrage.
Avantageusement, cela permet de mettre en œuvre, dans ce contexte, un cas d’usage dit de « système non capacitaire » préventif dans la première hypothèse ou un cas d’usage dit de « système non capacitaire » curatif dans la deuxième hypothèse.
Selon une variante, le calculateur de contrôle est configuré, lorsque le levier de vitesse n’est pas en position de stationnement, pour
- autoriser le démarrage/redémarrage du moteur thermique si le mécanisme de verrouillage de stationnement est vu désengagé et le moteur thermique n’est pas encore démarré/redémarré ;
- autoriser toutes les demandes de démarrage/redémarrage si le mécanisme de verrouillage de stationnement n’est pas vu désengagé et si le levier de vitesse a quitté la position de stationnement depuis un deuxième temps calibrable et le moteur thermique n’est pas encore démarré/redémarré.
Avantageusement, cela permet de mettre en œuvre, dans ce contexte, un cas d’usage dit de « système capacitaire » dans la première hypothèse ou un cas d’usage dit de « système capacitaire » de renfort (back up) dans la deuxième hypothèse.
L’invention porte en outre sur un procédé de contrôle de démarrage d’un moteur thermique d’un véhicule automobile de type hybride comportant un système de transmission électronique incluant un embrayage connecté à un mécanisme de verrouillage de stationnement par un circuit hydraulique commun, le procédé de contrôle de démarrage comprenant
- une étape d’estimation pour estimer l’état de couplage d’embrayage, et pour estimer l’état d’engagement du mécanisme de verrouillage de stationnement, et
- une étape de contrôle pour autoriser ou interdire un démarrage du moteur thermique, en fonction dudit état de couplage d’embrayage, et dudit état du mécanisme de verrouillage de stationnement, en tenant compte de l’état de démarrage ou d’arrêt du moteur thermique.
Un autre objet de l’invention concerne un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé de contrôle selon l’invention, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.
L’invention a en outre trait à un véhicule automobile de type hybride comprenant un système de contrôle selon l’invention.
L’invention sera davantage détaillée par la description de modes de réalisation non limitatifs, et sur la base des figures annexées illustrant des variantes de l’invention, parmi lesquelles :
la illustre un schéma du système contrôle selon l’invention dans d’une architecture du moteur de véhicule automobile ; et
la illustre schématiquement les fonctionnalités du système contrôle selon l’invention.
L’invention concerne un système de contrôle de démarrage du moteur thermique MT d’un véhicule automobile de type hybride, plus particulièrement du type équipé d'un système de transmission électrifiée eD comprenant un système de couplage K0 avec le moteur thermique MT et un système de verrouillage de stationnement VS dont le circuit hydraulique est commun. Il s’agit en particulier d’un doigt de stationnement VS.
Ce type de système de transmission électrifiée est généralement appelé « e-Transmission » ou « eDCT ». La conception de ce système est telle que :
- Le circuit hydraulique de l’embrayage K0 est partagé avec celui du système de verrouillage de stationnement VS permettant le verrouillage mécanique de la boîte de vitesse BV.
- L’information du couple transmissible par l’embrayage K0, servant à construire l’état du couplage, est une information estimée non issue d’un capteur.
Pendant une phase de démarrage/redémarrage, si l’utilisateur demande l’engagement ou le désengagement du mécanisme de verrouillage de stationnement, il y a un risque que l’embrayage K0 s’ouvre du fait d’une chute soudaine de pression hydraulique liée à l’engagement/désengagement physique du verrouillage de stationnement, ayant pour conséquence de faire échouer la séquence de démarrage/redémarrage.
L’invention propose un système de contrôle de démarrage pouvant être illustré par la , pour limiter ce risque. Il peut être implémenté sous forme de calculateur de contrôle CMM associé à un calculateur de boîte de vitesse TCU. En particulier, la supervision GMP (Global Modular Platform) est hébergée dans le calculateur de contrôle CMM, qui s’occupe de gérer la séquence de redémarrage du moteur thermique MT. Les calculs et commandes sont donc mis en œuvre via un réseau de calculateurs.
Le levier de vitesse est de type électronique, c’est-à-dire sans lien mécanique avec la boîte de vitesse. En outre, son architecture fonctionnelle est hébergée au sein d’un calculateur de contrôle CMM.
Les commandes du levier sont envoyées du calculateur de contrôle CMM vers un calculateur de boîte TCU qui doit réagir en tant qu’esclave. Le calculateur de boîte TCU pilote physiquement l’engagement / le désengagement du doigt de stationnement VS permettant le verrouillage / déverrouillage du stationnement. Il fait ensuite un retour au calculateur de contrôle CMM sur son état physique (action/réaction).
Concernant les embrayages K0, K1 et K2, le calculateur TCU se charge d’estimer le couple transmis par ces derniers (en fonction d’un modèle tenant compte de plusieurs critères physiques), et il envoie ensuite ces informations au calculateur de contrôle CMM qui va utiliser ces données pour construire l’état de couplage de chacun des embrayages en fonction de seuils de couple transmis paramétrables (sous la forme d’hystérésis pour détecter les états ouvert et fermé).
Le calculateur de contrôle CMM commande l’arrêt/redémarrage (fonction dite « Stop and Start ») ; calcule l’état des embrayages ; vérifie la cohérence de la position du levier de vitesse et de la position du doigt de stationnement VS.
Le calculateur de boîte TCU envoie au calculateur de contrôle CMM le couple transmis estimée de l’embrayage K0, et la position du doigt de stationnement VS.
Selon l’invention le calculateur de contrôle CMM est configuré pour autoriser ou interdire un démarrage du moteur thermique MT, en fonction de paramètres des moyens d’estimation et de l’état de démarrage ou d’arrêt du moteur thermique MT.
Un boîtier de contrôle CB peut loger le calculateur de contrôle CMM et le calculateur de boîte TCU. Avantageusement, la supervision d’un groupe motopropulseur par le calculateur de contrôle CMM va analyser en continu la cohérence de l’état de la position du levier de vitesse du système de transmission électrifiée eD ainsi que celui du mécanisme de verrouillage de stationnement VS afin de juger la capacité du système à réussir le démarrage/redémarrage et éviter ainsi des échecs.
On distingue 2 situations de vie :
- Commutation du levier de vitesse vers la position de stationnement ; et
- Commutation du levier de vitesse en sortie de la position de stationnement.
Lorsque le levier de vitesse est en position de stationnement, dans un cas d’usage dit de « système non capacitaire » préventif : si le mécanisme de verrouillage de stationnement VS n’est pas vu engagé et le moteur thermique MT n’est pas encore démarré/redémarré, le calculateur de contrôle CMM va interdire toute demande de démarrage/redémarrage.
Dans un cas d’usage dit de « système non capacitaire » curatif : si le mécanisme de verrouillage de stationnement VS n’est pas vu engagé et le moteur thermique MT est en cours de démarrage/redémarrage, le calculateur de contrôle CMM va interrompre la demande de démarrage/redémarrage.
Dans un cas d’usage dit de « système capacitaire » : si le verrouillage VS de stationnement est vu engagé et le moteur thermique MT n’est pas encore démarré/redémarré, alors le calculateur de contrôle CMM va autoriser le démarrage/redémarrage du moteur thermique MT.
Dans un cas d’usage dit de « système capacitaire de renfort (back up) » : si le mécanisme de verrouillage de stationnement VS n’est pas vu engagé et si le levier de vitesse est en position de stationnement depuis un premier temps calibrable (dit « EGD_PARK_TIME ») et le moteur thermique MT n’est pas encore démarré/redémarré, le calculateur de contrôle CMM va autoriser toutes les demandes de démarrage/redémarrage.
A contrario, lorsque levier de vitesse n’est plus en position de stationnement, dans un cas d’usage dit de « système non capacitaire » préventif : si le mécanisme de verrouillage de stationnement VS n’est pas vu désengagé et le moteur thermique MT n’est pas encore démarré/redémarré, le calculateur de contrôle CMM va interdire toute demande de démarrage/redémarrage.
Dans un cas d’usage dit de « système non capacitaire » curatif : si le mécanisme de verrouillage de stationnement VS n’est pas vu désengagé et le moteur thermique MT est en cours de démarrage/redémarrage, le calculateur de contrôle CMM va interrompre la demande de démarrage/redémarrage.
Dans un cas d’usage dit de « système capacitaire » : si le mécanisme de verrouillage de stationnement est vu désengagé et le moteur thermique MT n’est pas encore démarré/redémarré, alors le calculateur de contrôle CMM autoriser le démarrage/redémarrage du moteur thermique MT.
Dans un cas d’usage dit de « système capacitaire de renfort (back up) » : si le mécanisme de verrouillage de stationnement VS n’est pas vu désengagé et si le levier de vitesse a quitté la position de stationnement depuis un deuxième temps calibrable dit « DISEGD_PARK_TIME » et le moteur thermique MT n’est pas encore démarré/redémarré, le calculateur de contrôle CMM va autoriser toutes les demandes de démarrage/redémarrage.
L’invention porte en outre sur un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes d’un procédé de contrôle tel que décrit précédemment, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur. Le programme peut être chargé dans la mémoire d’un calculateur de contrôle CMM couplé à un calculateur de boîte de vitesse automatique TCU du système de transmission électrifiée eD.
Un autre objet de l’invention concerne un véhicule automobile de type hybride comprenant un système de contrôle tel que décrit précédemment.

Claims (10)

  1. Système de contrôle de démarrage d’un moteur thermique (MT) d’un véhicule automobile de type hybride comportant un système de transmission électrifiée (eD) incluant un embrayage (K0, K1, K2) connecté à un mécanisme de verrouillage de stationnement (VS) par un circuit hydraulique commun, le système de contrôle de démarrage comprenant
    - un calculateur de boîte de vitesse (TCU) configuré pour estimer l’état de couplage d’embrayage (K0, K1, K2), et pour estimer l’état d’engagement du mécanisme de verrouillage de stationnement (VS), et
    - un calculateur de contrôle (CMM) commandant les arrêts et redémarrage du moteur thermique (MT) et un levier de vitesse électronique du véhicule, le calculateur de contrôle (CMM) étant configuré pour autoriser ou interdire un démarrage du moteur thermique (MT), en fonction dudit état de couplage d’embrayage (K0, K1, K2), et dudit état du mécanisme de verrouillage de stationnement (VS), ainsi que de l’état de démarrage ou d’arrêt du moteur thermique (MT).
  2. Système de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que le calculateur de boîte de vitesse (TCU) est configuré pour estimer l’état de couplage de l’embrayage (K0, K1, K2) en comparant un couple transmis estimé dudit embrayage (K0, K1, K2) respectivement à un seuil bas de couple transmis, et à un seuil haut de couple transmis, pour conclure à un état ouvert si le couple transmis est inférieur audit seuil bas, ou fermé ledit couple est supérieur audit seuil haut.
  3. Système de contrôle selon la revendication 2, caractérisé en ce que le calculateur de boîte de vitesse (TCU) est configuré pour déterminer le seuil bas de couple transmis correspondant à l’état ouvert, et le seuil haut de couple transmis correspondant à l’état fermé, à partir de deux cartographies qui dépendent d'une température estimée dudit embrayage (K0, K1, K2) ou d'une température d’huile de boîte de vitesses.
  4. Système de contrôle selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le calculateur de contrôle (CMM) est configuré, lorsque le levier de vitesse est en position de stationnement, pour
    - interdire toute demande de démarrage/redémarrage si le mécanisme de verrouillage de stationnement (VS) n’est pas vu engagé et le moteur thermique (MT) n’est pas encore démarré/redémarré ; ou
    - interrompre une demande de démarrage/redémarrage si le mécanisme de verrouillage de stationnement (VS) n’est pas vu engagé et le moteur thermique (MT) est en cours de démarrage/redémarrage.
  5. Système selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le calculateur de contrôle (CMM) est configuré, lorsque le levier de vitesse est en position de stationnement, pour
    - autoriser un démarrage/redémarrage du moteur thermique (MT) si le mécanisme de verrouillage de stationnement (VS) est vu engagé et le moteur thermique (MT) n’est pas encore démarré/redémarré ; ou
    - autoriser toutes les demandes de démarrage/redémarrage si le mécanisme de verrouillage de stationnement (VS) n’est pas vu engagé et si le levier de vitesse est en position de stationnement depuis un premier temps calibrable et le moteur thermique (MT) n’est pas encore démarré/redémarré.
  6. Système selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le calculateur de contrôle (CMM) est configuré, lorsque le levier de vitesse n’est pas en position de stationnement, pour
    - interdire toute demande de démarrage/redémarrage si le mécanisme de verrouillage de stationnement (VS) n’est pas vu désengagé et le moteur thermique (MT) n’est pas encore démarré/redémarré ;
    - interrompre la demande de démarrage/redémarrage si le mécanisme de verrouillage de stationnement (VS) n’est pas vu désengagé et le moteur thermique (MT) est en cours de démarrage/redémarrage.
  7. Système selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le calculateur de contrôle (CMM) est configuré, lorsque le levier de vitesse n’est pas en position de stationnement, pour
    - autoriser le démarrage/redémarrage du moteur thermique (MT) si le mécanisme de verrouillage de stationnement (VS) est vu désengagé et le moteur thermique (MT) n’est pas encore démarré/redémarré ;
    - autoriser toutes les demandes de démarrage/redémarrage si le mécanisme de verrouillage de stationnement (VS) n’est pas vu désengagé et si le levier de vitesse a quitté la position de stationnement depuis un deuxième temps calibrable et le moteur thermique (MT) n’est pas encore démarré/redémarré.
  8. Procédé de contrôle de démarrage d’un moteur thermique (MT) d’un véhicule automobile de type hybride comportant un système de transmission électronique (eD) incluant un embrayage (K0) connecté à un mécanisme de verrouillage de stationnement (VS) par un circuit hydraulique commun, le procédé de contrôle de démarrage comprenant
    - une étape d’estimation pour estimer l’état de couplage d’embrayage (K0, K1, K2), et pour estimer l’état d’engagement du mécanisme de verrouillage de stationnement (VS), et
    - une étape de contrôle pour autoriser ou interdire un démarrage du moteur thermique (MT), en fonction dudit état de couplage d’embrayage (K0, K1, K2), et dudit état du mécanisme de verrouillage de stationnement (VS), en tenant compte de l’état de démarrage ou d’arrêt du moteur thermique (MT).
  9. Programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé de contrôle selon la revendication 8, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.
  10. Véhicule automobile de type hybride comprenant un système de contrôle selon l’une quelconque des revendications 1 à 7.
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