FR3132258A1 - Procede de commande d’un groupe motopropulseur d’un vehicule - Google Patents

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FR2200762A
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Joseph Trojani
Omaima Bounaim
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Stellantis Auto Sas Fr
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PSA Automobiles SA
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Abstract

Un aspect de l’invention concerne un procédé (100) de commande d’un groupe motopropulseur d’un véhicule, ledit procédé (100) comportant les étapes, exécutées par des moyens de contrôle dudit véhicule, de : détecter (101) une action d’un conducteur qui présage d’une future commande de démarrage d’un moteur thermique dudit véhicule,lorsque ladite action du conducteur est détectée, le procédé (100) comporte les étapes de :une étape d’activer (103) une boite de vitesses du véhicule, etune étape d’activer (104) un premier réseau du véhicule. Figure 2

Description

PROCEDE DE COMMANDE D’UN GROUPE MOTOPROPULSEUR D’UN VEHICULE
Un aspect de l’invention se rapporte à un procédé de commande d’un groupe motopropulseur d’un véhicule. Le domaine technique de l’invention se rapporte ainsi à celui des groupes motopropulseurs, par exemple, de type hybride rechargeable, dit PHEV (pour Plug-in Hybrid Electric Vehicle en terminologie anglaise).
Un groupe motopropulseur de type hybride rechargeable comporte notamment :
  • un moteur thermique,
  • un convertisseur de tension continue-continue disposé entre un premier réseau alimenté par une batterie de traction présentant une tension comprise, par exemple entre 350V et 800V, et un deuxième réseau alimenté par une batterie de servitude, par exemple de type 12V,
  • une boite de vitesses comportant un arbre de sortie, ladite boite de vitesses étant équipée :
    • d’une machine électrique de traction agencée pour entraîner en rotation l’arbre de sortie,
    • d’un embrayage principal agencé pour coupler la boite de vitesses au moteur thermique,
    • d’un système hydraulique muni notamment d’un circuit hydraulique et d’une pompe à huile électrique reliée au deuxième réseau,
  • une batterie de servitude alimentant électriquement la pompe à huile électrique, et
  • une batterie de traction alimentant électriquement la machine électrique de traction.
Dans ce type de groupe motopropulseur, afin de pouvoir démarrer le moteur thermique, les différents éléments de celui-ci doivent être activés un à un successivement à une commande de démarrage du moteur thermique par le conducteur au moyen d’un appui simultané sur un bouton de démarrage et d’une pédale de frein ou en tournant une clé vers une position dite de démarrage. Par exemple, le circuit hydraulique de la boite de vitesses doit être mis en pression. Cette phase de mise en pression est une des étapes de l’activation du groupe motopropulseur. L’embrayage principal peut être fermé pour coupler le moteur thermique à la boite de vitesses seulement lorsque la pression du circuit hydraulique est augmentée. Une fois fermé, la machine électrique de traction est en mesure de démarrer le moteur thermique. Cette mise en pression dure au moins 1 seconde et est inconfortable pour le conducteur. En effet, lorsque le conducteur appui simultanément sur le bouton de démarrage et la pédale de frein du véhicule, le conducteur doit attendre au moins 1 seconde seulement pour la misse en pression du circuit hydraulique avant que le démarrage du moteur thermique puisse être effectué.
Le but de l’invention est de pallier les inconvénients de l’art antérieur en proposant un procédé de commande d’un groupe motopropulseur d’un véhicule permettant de réduire un temps de démarrage du moteur thermique.
Dans ce contexte, l’invention se rapporte ainsi, dans son acceptation la plus large, à un procédé de commande d’un groupe motopropulseur d’un véhicule, le procédé comportant les étapes, exécutées par des moyens de contrôle du véhicule, de :
  • détecter une action d’un conducteur qui présage d’une future commande de démarrage d’un moteur thermique du véhicule, ladite action du conducteur étant préalable à la commande de démarrage,
  • lorsque ladite action du conducteur est détectée, le procédé comporte une étape d’activer une boite de vitesses du véhicule comportant les étapes de :
    • mettre en pression un système hydraulique de la boite de vitesses comprenant un arbre de sortie et une première machine électrique de traction agencée pour entraîner en rotation l’arbre de sortie, puis
    • fermer un embrayage principal du véhicule agencé pour coupler le moteur thermique avec la boite de vitesses,
  • le procédé comportant parallèlement à l’étape d’activer une boite de vitesses, une étape d’activer un premier réseau du véhicule comportant les étapes de :
    • fermer des contacteurs d’une batterie de traction du premier réseau, puis
    • activer un convertisseur de tension continue-continue du véhicule reliant électriquement la batterie de traction avec une batterie de servitude d’un deuxième réseau du véhicule, la batterie de servitude présentant une tension inférieure à celle du premier réseau.
Cet aspect de l’invention permet d’activer, de manière anticipée à une commande de démarrage du véhicule par le conducteur, un premier réseau présentant par exemple une tension comprise entre 350V et 800V et la boite de vitesses du véhicule. Le procédé selon cet aspect de l’invention permet ainsi de réduire le temps de démarrage du véhicule.
Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le procédé selon l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.
Selon un aspect non limitatif de l’invention, l’étape d’activer une boite de vitesses comporte en outre une étape de mettre sous tension la première machine électrique de traction, ladite étape de mettre sous tension la première machine électrique de traction étant exécutée après l’étape d’activer le premier réseau.
Selon un aspect non limitatif de l’invention, l’action du conducteur est :
  • Un déverrouillage d’une porte conducteur du véhicule,
  • une ouverture de la porte conducteur,
  • une assise du conducteur sur un siège du véhicule, ou
  • une attache d’une ceinture de sécurité du conducteur.
Selon un aspect non limitatif de l’invention, le procédé comporte les étapes de :
  • Lorsqu’une action d’un conducteur qui présage d’une future commande de démarrage du moteur thermique est détectée, déclencher un compteur de temps,
  • détecter une commande de démarrage du conducteur dans une période prédéterminée décomptée par le compteur de temps, puis
    • pour un démarrage du véhicule au moyen du moteur thermique, démarrer le moteur thermique, ou
    • pour un démarrage du véhicule au moyen de la première machine électrique de traction, préparer le moteur thermique pour un redémarrage rapide ultérieur du moteur thermique.
Selon un aspect non limitatif de l’invention, lorsqu’une commande de démarrage est détectée, le procédé comporte une étape de mettre sous tension une deuxième machine électrique de traction connectée à un train arrière du véhicule.
Selon un aspect non limitatif de l’invention,
  • Lorsqu’une action d’un conducteur qui présage d’une future commande de démarrage d’un moteur thermique est détectée, le procédé comporte une étape de déclencher un compteur de temps,
  • si aucune commande de démarrage et aucune demande mise sous contact du véhicule ne sont détectées à l’issue d’une période prédéterminée décomptée par le compteur de temps, le procédé comporte les étapes de :
    • désactiver la boite de vitesses, et
    • désactiver le premier réseau.
Selon un aspect non limitatif de l’invention,
  • l’étape de désactiver la boite de vitesses comporte les étapes de :
    • mettre hors tension la première machine électrique de traction,
    • parallèlement à ladite étape de mettre hors tension la première machine électrique de traction, ouvrir l’embrayage principal, puis
    • supprimer la pression du système hydraulique,
  • l’étape de désactiver le premier réseau comporte les étapes de :
    • une fois l’étape de mettre hors tension la première machine électrique de traction exécutée, désactiver le convertisseur de tension continue-continue, puis
    • ouvrir les contacteurs de la batterie de traction.
Un autre aspect de l’invention se rapporte à un véhicule comportant des moyens de contrôle agencés pour mettre en œuvre le procédé de commande d’un groupe motopropulseur selon l’un quelconque des aspects de l’invention précités.
L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent.
illustre, de façon schématique, un véhicule selon un aspect non limitatif de l’invention.
représente, de façon schématique, un mode de mise en œuvre non limitatif du procédé selon l’invention.
La illustre un véhicule 1 agencé pour mettre en œuvre le procédé selon l’invention. Le véhicule 1 comporte notamment un groupe motopropulseur 2 muni de :
  • un moteur thermique 3,
  • un convertisseur de tension 4 continue-continue disposé entre un premier réseau alimenté par une batterie de traction 5 présentant une tension comprise, par exemple entre 350V et 800V, et un deuxième réseau alimenté par une batterie de servitude 6 présentant une tension comprise, par exemple entre 10V et 50V,
  • une boite de vitesses 7 comprenant un arbre de sortie 8, la boite de vitesses 7 étant équipée, dans cet exemple de réalisation non limitatif, de :
    • une boite de vitesses à double embrayage 9,
    • une première machine électrique de traction 10,
    • un embrayage principal 11 agencé pour coupler le moteur thermique 3 avec la boite de vitesses 7,
    • un système hydraulique 12 muni notamment d’une pompe à huile électrique 13 reliée au deuxième réseau et un circuit hydraulique (non illustré),
  • une deuxième machine électrique de traction 14.
Pour la suite de la description, la batterie de traction 5 et le convertisseur de tension 4 continue-continue forment ensemble le réseau haute-tension.
Le véhicule 1 comporte en outre des moyens de contrôle 15 agencés pour mettre en œuvre un procédé de commande d’un groupe motopropulseur 2 d’un véhicule 1 selon un aspect de l’invention.
Dans un exemple de réalisation non limitatif, les moyens de contrôle 15 peuvent comporter :
  • un calculateur multifonctions moteur 16, également sous l’acronyme CMM,
  • une unité de contrôle de transmission 17 (plus connue sous l’acronyme TCU pour Transmission Control Unit en anglais),
  • une unité de contrôle moteur 18 (plus connue sous l’acronyme MCU pour Motor Control Unit en anglais), et
  • un système de contrôle batterie 19 (plus connu sous l’acronyme BMS pour Battery Management System en anglais).
La montre les étapes d’un mode de mise en œuvre du procédé 100 selon l’invention. Les étapes du procédé 100 sont exécutées par des moyens de contrôle tels que, par exemple, les moyens de contrôle 15 représentés à la .
Le procédé 100 comporte une première étape de détecter 101 une action d’un conducteur qui présage d’une future commande de démarrage du moteur thermique 3 du véhicule 1. Dans un mode de réalisation, l’action du conducteur est une ouverture de porte conducteur du véhicule 1. L’action du conducteur est préalable à la commande de démarrage. Cette détection peut être réalisée au moyen d’un capteur d’ouverture de porte conducteur (non représenté) et transmise au calculateur multifonctions moteur 16.
Lorsqu’une ouverture de porte est détectée, le procédé 100 comporte une étape de déclencher 102 un compteur de temps. Dans un mode de réalisation non limitatif, le calculateur multifonctions moteur 16 déclenche le compteur de temps.
Lorsqu’une ouverture de porte est détectée, le procédé 100 comporte également une étape d’activer 103 la boite de vitesses 7.
Cette étape d’activer 103 la boite de vitesses 7 comporte une étape de mettre en pression 1031le système hydraulique 12 de la boite de vitesses 7. Dans un mode de réalisation non limitatif, le calculateur multifonctions moteur 16 transmet une requête d’activation du système hydraulique 12 à l’unité de contrôle de transmission 17. Cette unité de contrôle de transmission 17 pilote ensuite la mise sous pression du système hydraulique 12, notamment via l’activation de la pompe à huile électrique 13. Il convient de noter que, dans ce mode de réalisation, l’étape de mettre en pression 1031le système hydraulique 12 de la boite de vitesses 7 est réalisée dès la détection de l’ouverture porte.
L’étape d’activer 103 la boite de vitesses 7 comporte en outre une étape de mettre sous tension 1032la première machine électrique de traction 10. Cette étape de mettre sous tension 1032la première machine électrique de traction 10 s’effectue après une étape consistant à activer 104 le premier réseau du véhicule 1. Dans un mode de réalisation non limitatif, le calculateur multifonctions moteur 16 transmet une requête d’activation de la première machine électrique de traction 10 à l’unité de contrôle moteur 18.
Lorsque le système hydraulique 12 de la boite de vitesses 7 est mis sous pression, l’étape d’activer 103 la boite de vitesses 7 comporte une étape de fermer 1033l’embrayage principal 11 agencé pour coupler le moteur thermique 3 avec la boite de vitesses 7. Dans un mode de réalisation non limitatif, le calculateur multifonctions moteur 16 transmet une requête de fermeture de l’embrayage principal 11 à l’unité de contrôle de transmission 17. Cette unité de contrôle de transmission 17 pilote ensuite la fermeture de l’embrayage principal 11.
Lorsqu’une ouverture de porte est détectée, le procédé 100 comporte également une étape d’activer 104 le premier réseau du véhicule 1.
Cette étape d’activer 104 le premier réseau du véhicule 1 comporte une étape de fermer 1041des contacteurs (non illustrés) de la batterie de traction 5 du premier réseau. Dans un mode de réalisation non limitatif, le calculateur multifonctions moteur 16 transmet une requête au système de contrôle batterie 19. Puis le système de contrôle batterie 19 pilote la fermeture des contacteurs.
Ces contacteurs sont des contacteurs de type coupe-circuit :
  • quand ils sont fermés, le courant circule de la batterie de traction 5 vers les organes électriques du véhicule 1, autrement dit le courant peut circuler dans le premier réseau du véhicule 1 ;
  • quand ils sont ouverts, la batterie de traction 5 est isolée électriquement et le courant ne peut pas circuler dans le premier réseau du véhicule 1.
L’étape d’activer 104 le premier réseau du véhicule 1 comporte en outre une étape d’activer 1042le convertisseur de tension 4 reliant électriquement la batterie de traction 5 avec la batterie de servitude 6 du véhicule. Cette étape d’activer 1042le convertisseur de tension 4 s’effectue après l’étape consistant à fermer 1041des contacteurs de la batterie de traction 5. Dans un mode de réalisation non limitatif, le calculateur multifonctions moteur 16 transmet une requête d’activation au convertisseur de tension 4. Ainsi, le convertisseur de tension 4 est prêt à fournir de l’énergie à la batterie de servitude 6 via la batterie de traction 5 afin d’éviter, par exemple, une baisse de tension sur le deuxième réseau.
Lorsque le conducteur effectue une commande de démarrage, par exemple au moyen d’un appui sur un bouton de démarrage et d’un appui simultané sur une pédale de frein, dans une période prédéterminée décomptée à partir du déclenchement du compteur, le procédé 100 comporte une étape de détecter 105 une commande de démarrage du conducteur. Dans un mode de réalisation non limitatif, le calculateur multifonctions moteur 16 détecte cette commande de démarrage.
Suite à cette détection d’une commande de démarrage, le procédé 100 comporte, pour un démarrage du véhicule 1 au moyen du moteur thermique 3, une étape de démarrer 106a le moteur thermique 3. A cette fin, lorsque le conducteur appui par exemple sur le bouton de démarrage et sur la pédale de frein du véhicule 1, le calculateur multifonctions moteur 16 transmet une requête à l’unité de contrôle moteur 18 de piloter la première machine électrique de traction 10 pour démarrer le moteur thermique 3.
Dans le cas d’un démarrage du véhicule au moyen de la première machine électrique de traction 10, le procédé comporte une étape de préparation 106b du moteur thermique 3 pour un redémarrage rapide du moteur thermique 3. Dans un exemple de réalisation, le calculateur multifonctions moteur 16 transmet une requête à l’unité de contrôle moteur 18 de piloter la première machine électrique de traction 10 pour préparer le moteur thermique 3 à un démarrage rapide.
De façon non limitative, ce choix du démarrage du véhicule au moyen du moteur thermique 3 ou de la première machine électrique de traction 10 peut par exemple être effectué en fonction de la température extérieure et/ou de la charge de la batterie de traction 5.
Dans le cas d’un véhicule équipé d’une deuxième machine électrique de traction 14, si une commande de démarrage est effectuée dans la période prédéterminée décomptée à partir du déclanchement du compteur, le procédé 100 comporte une étape de mettre sous tension 107 la deuxième machine électrique de traction 14. Dans un exemple de réalisation, le calculateur multifonctions moteur 16 transmet une requête à l’unité de contrôle moteur 18 de mettre sous tension la deuxième machine électrique de traction 14.
En revanche, si aucune demande de démarrage et qu’aucune demande de mise sous contact du véhicule ne sont détectées à l’issue de la période prédéterminée, le procédé 100 comporte une étape de désactiver 108 la boite de vitesses 7. Cette période prédéterminée peut par exemple être comprise entre 30 et 90 secondes, typiquement 60 secondes.
Dans un mode de réalisation, le véhicule est mis sous contact lorsqu’un utilisateur positionne une clé de démarrage du véhicule sur une position de mise sous contact, dite « ignition on » en terminologie anglaise. Cette position de mise sous contact est habituellement située entre une position dite Off en anglais et une position dite contact en anglais.
Dans un autre mode de réalisation, le véhicule est mis sous contact lorsqu’un utilisateur appui seulement sur un bouton de démarrage sans appuyer sur la pédale de frein du véhicule.
Dans un mode de réalisation non limitatif, l’étape de désactiver 108 la boite de vitesses 7 comporte une étape de mettre hors tension 1081la première machine électrique de traction 10. Dans un mode de réalisation non limitatif, le calculateur multifonctions moteur 16 transmet une requête de mise hors tension de la première machine électrique de traction 10 à l’unité de contrôle moteur 18.
L’étape de désactiver 108 la boite de vitesses 7 comporte en outre une étape d’ouvrir 1082l’embrayage principal 11. Dans un mode de réalisation non limitatif, le calculateur multifonctions moteur 16 transmet une requête d’ouverture de l’embrayage principal 11 à l’unité de contrôle de transmission 17. Cette unité de contrôle de transmission 17 pilote ensuite l’ouverture de l’embrayage principal 11.
L’étape de désactiver 108 la boite de vitesses 7 comporte également une étape de supprimer 1083la pression du système hydraulique 12. Dans un mode de réalisation non limitatif, le calculateur multifonctions moteur 16 transmet une requête de suppression de la pression du système hydraulique 12 à l’unité de contrôle de transmission 17. Cette unité de contrôle de transmission 17 pilote ensuite la suppression de la pression du système hydraulique 12 notamment via l’activation de la pompe à huile électrique 13.
En outre, si aucune commande de démarrage et qu’aucune demande de mise sous contact du véhicule ne sont détectées à l’issue de la période prédéterminée, le procédé 100 comporte une étape de désactiver 109 le premier réseau du véhicule 1. Cette étape 109 débute dès lors que l’étape de mettre hors tension 1081la première machine électrique de traction 10 est terminée.
Dans un mode de réalisation non limitatif, l’étape de désactiver 109 le premier réseau comporte une étape de désactiver 1091le convertisseur de tension 4. Dans un mode de réalisation non limitatif, le calculateur multifonctions moteur 16 transmet une requête de désactivation au convertisseur de tension 4.
L’étape de désactiver 109 le premier réseau comporte finalement une étape d’ouvrir 1092les contacteurs de la batterie de traction 5. Dans un mode de réalisation non limitatif, le calculateur multifonctions moteur 16 transmet une requête au système de contrôle batterie 19 d’ouvrir les contacteurs de la batterie de traction 5. Puis, le système de contrôle batterie 19 pilote l’ouverture des contacteurs. Ainsi, la batterie de traction 5 est isolée électriquement.
Il convient de noter que l’homme du métier est en mesure d’apporter différentes variantes aux aspects de l’invention précités, par exemple en modifiant le type d’action du conducteur qui présage d’une future commande de démarrage du moteur thermique du véhicule.

Claims (8)

  1. Procédé (100) de commande d’un groupe motopropulseur (2) d’un véhicule (1), ledit procédé (100) comportant les étapes, exécutées par des moyens de contrôle (15) dudit véhicule (1), de :
    • Détecter (101) une action d’un conducteur qui présage d’une future commande de démarrage d’un moteur thermique (3) dudit véhicule (1), ladite action du conducteur étant préalable à ladite commande de démarrage,
    • lorsque ladite action du conducteur est détectée, une étape d’activer (103) une boite de vitesses (7) du véhicule comportant les étapes de :
      • mettre en pression (1031) un système hydraulique (12) de ladite boite de vitesses (7) comprenant un arbre de sortie (8) et une première machine électrique de traction (10) agencée pour entraîner en rotation ledit arbre de sortie (8), puis
      • fermer (1033) un embrayage principal (11) dudit véhicule (1) agencé pour coupler le moteur thermique (3) avec la boite de vitesses (7),
    • ledit procédé (100) étant caractérisé en ce que parallèlement à l’étape d’activer (103) une boite de vitesses (7), ledit procédé (100) comporte une étape d’activer (104) un premier réseau dudit véhicule (1) comportant les étapes de :
      • fermer (1041) des contacteurs d’une batterie de traction (5) dudit premier réseau, puis
      • activer (1042) un convertisseur de tension (4) continue-continue dudit véhicule (1) reliant électriquement ladite batterie de traction (5) avec une batterie de servitude (6) d’un deuxième réseau dudit véhicule (1), ledit deuxième réseau présentant une tension inférieure à celle dudit premier réseau.
  2. Procédé (100) selon la revendication précédente caractérisé en ce que l’étape d’activer (103) une boite de vitesses (7) comporte en outre une étape de mettre sous tension (1032) la première machine électrique de traction (10), ladite étape de mettre sous tension (1032) ladite première machine électrique de traction (10) étant exécutée après l’étape d’activer (104) le premier réseau.
  3. Procédé (100) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que l’action du conducteur est :
    • Un déverrouillage d’une porte conducteur du véhicule (1),
    • une ouverture de ladite porte conducteur,
    • une assise du conducteur sur un siège dudit véhicule (1), ou
    • une attache d’une ceinture de sécurité dudit conducteur.
  4. Procédé (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu’il comporte les étapes de :
    • Lorsqu’une action d’un conducteur qui présage d’une future commande de démarrage du moteur thermique (3) est détectée, déclencher (102) un compteur de temps,
    • détecter (105) une commande de démarrage du conducteur dans une période prédéterminée décomptée par ledit compteur de temps, puis
      • pour un démarrage du véhicule (1) au moyen du moteur thermique (3), démarrer (106a) ledit moteur thermique (3), ou
      • pour un démarrage du véhicule (1) au moyen de la première machine électrique de traction (10), préparer (106b) ledit moteur thermique (3) pour un redémarrage rapide ultérieur dudit moteur thermique (3).
  5. Procédé (100) selon la revendication précédente caractérisé en ce que lorsqu’une commande de démarrage est détectée, le procédé (100) comporte une étape de mettre sous tension (107) une deuxième machine électrique de traction (14) connectée à un train arrière du véhicule (1).
  6. Procédé (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu’il comporte les étapes de :
    • Lorsqu’une action d’un conducteur qui présage d’une future commande de démarrage d’un moteur thermique (3) est détectée, déclencher (102) un compteur de temps,
    • si aucune commande de démarrage et aucune demande mise sous contact du véhicule ne sont détectées à l’issue d’une période prédéterminée décomptée par ledit compteur de temps, le procédé (100) comporte les étapes de :
      • désactiver (108) la boite de vitesses (7), et
      • désactiver (109) le premier réseau.
  7. Procédé (100) selon la revendication précédente caractérisé en ce que :
    • l’étape de désactiver (108) la boite de vitesses (7) comporte les étapes de :
      • mettre hors tension (1081) la première machine électrique de traction (10),
      • parallèlement à ladite étape de mettre hors tension (1081) la première machine électrique de traction (10), ouvrir (1082) l’embrayage principal (11), puis
      • supprimer (1083) la pression du système hydraulique (12),
    • l’étape de désactiver (109) le premier réseau comporte les étapes de :
      • une fois l’étape de mettre hors tension (1081) la première machine électrique de traction (10) exécutée, désactiver (1091) le convertisseur de tension (4) continue-continue, puis
      • ouvrir (1092) les contacteurs de la batterie de traction (5),
  8. Véhicule (1) caractérisé en ce qu’il comporte des moyens de contrôle (15) agencés pour mettre en œuvre le procédé (100) de commande d’un groupe motopropulseur (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
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