WO2016207564A1 - Système pour véhicule automobile pour maintenir le moteur à combustion dans un régime bas - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a system for a motor vehicle, including a passenger vehicle, a truck or a bus.
- Stop-Start In the field of automatic start of the combustion engine, or also called Stop-Start, it is known to use a reversible electric machine that acts as both alternator and starter function.
- the mechanical torque to be supplied for the automatic start is very high.
- the invention aims in particular to overcome this type of difficulty.
- the invention thus relates to a system for a motor vehicle, this system comprising:
- an electric machine configured to provide a mechanical torque to an internal combustion engine of the vehicle
- this interface notably comprising a belt arranged to transmit a torque from the electric machine to the combustion engine, the electric machine being arranged to be able to provide torque to the combustion engine to maintain the combustion engine in a low rpm above zero and in which the fuel injection is cut off. Thanks to the invention, it is possible to maintain the combustion engine in low speed, without having to consume fuel, which reduces fuel consumption and therefore the production of pollutants during low speed.
- the noise of the vehicle can be reduced due to the absence of explosions in the combustion engine.
- the low speed is below the idle speed of the vehicle, particularly the low speed is at most 95% of the idle speed.
- This regime can for example correspond to 50 revolutions / min.
- this low speed corresponds to the idle speed of the vehicle.
- the electric machine is arranged to, in addition to keeping the combustion engine at low speed, provide sufficient torque to return the crankshaft to its initial idling speed to allow the injection of fuel into the combustion engine.
- This phase of return to idle speed follows the low regime.
- the combustion engine just before the low speed, the combustion engine goes into a re-coupling phase ("re-injection" in English) in which a clutch of the vehicle opens so that the speed of the combustion engine converges to idle speed and, in this re-coupling phase, the electric machine is arranged to provide a torque to the combustion engine to slow down the idle drop, without fuel injection.
- re-injection in English
- the electric machine is arranged to provide a torque to the combustion engine to slow down the idle drop, without fuel injection.
- the electric machine is preferably arranged to, besides providing a torque to the combustion engine when the machine operates as a motor, produce an electric current when the machine operates alternator.
- the machine may, if necessary, include an integrated power electronics.
- the electric machine comprises a pulley arranged to cooperate with the transmission belt.
- the electric machine has an electric power of between 4 and 25 KWatts, in particular between 6 and 12 KWatts, in particular a power substantially equal to 8 KWatts.
- the invention further relates to an assembly comprising the system described above, and a combustion engine associated with this system.
- the assembly advantageously comprises a control unit arranged to control the electric machine.
- the assembly may include a battery to which the electrical machine is connected.
- the invention also relates to a method for maintaining an internal combustion engine in a low speed, the method comprising the following step:
- FIG. 1 is a schematic and partial view of a system according to an exemplary embodiment of the invention
- FIG. 2 illustrates the evolution of the regime of the combustion engine according to several phases
- FIG. 1 shows a system 1 for a motor vehicle, this system comprising:
- an electric machine 2 configured to provide a mechanical torque to an internal combustion engine 3 of the vehicle
- this interface 10 between this electric machine 2 and the internal combustion engine 3 for transmitting a torque from the electric machine to the combustion engine, this interface comprising a belt 20 arranged to transmit a torque of the electric machine 2 to the combustion engine 3, the electric machine 2 being arranged to be able to provide a torque to the combustion engine to maintain the combustion engine 3 in a low regime above zero and in which the fuel injection is cut.
- the machine 2 is a synchronous rotating electrical machine with double excitation, that is to say comprising a rotor provided with permanent magnets and an excitation winding.
- the combustion engine 3 comprises a crankshaft 14 which cooperates with the belt 20 so that the engine 3 can be selectively driven by the machine 2 or drive this machine 2.
- the machine 2 rotates the crankshaft 14 at a lower rotational speed at the conventional idle speed.
- the low speed represents at most 95% of the idle speed.
- This regime can for example correspond to 50 revolutions / min.
- this low speed corresponds to the idle speed of the vehicle.
- the electric machine 2 is arranged to, in addition to keeping the combustion engine 3 in low gear, provide sufficient torque to return the crankshaft to its initial idle speed to allow the injection of fuel into the combustion engine.
- the combustion engine 3 goes into a re-coupling phase, Phase P1 in FIGS. 2 and 3, in which a clutch of the vehicle opens so that the speed of the combustion engine converges towards the idle speed and, in this re-assembly phase, the electric machine 2 is arranged to provide a torque C1 to the combustion engine to slow down the idle drop, without fuel injection.
- the torque C2 supplied by the machine 2, which serves to maintain the low speed, is greater than the torque C1 in the phase P1.
- the electric machine 2 is arranged to, in addition to providing a torque to the combustion engine 3 when the machine 2 operates as a motor, to produce an electric current when the machine operates as an alternator.
- the machine 2 has an integrated power electronics.
- the electric machine 2 comprises a pulley 1 1 arranged to cooperate with the transmission belt 20.
- the electric machine has an electric power of between 4 and 25 KWatts, in particular between 6 and 12 KWatts, in particular a power substantially equal to 8 KWatts.
- this machine 2 can recharge a battery of an electrical architecture 5 of the vehicle.
- This architecture 5 may include a DC / DC converter.
- the assembly comprises a control unit, not shown, arranged to control the electric machine.
- a starter 4 is provided to cold start the internal combustion engine 3 of the vehicle.
- the starter 4 comprises a pinion 7 arranged to cooperate with a flywheel 8 of the combustion engine 3.
- the vehicle is a truck or a bus.
- a vehicle weighs at least 7 tons and / or has a heat engine with a displacement of at least 4L.
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Abstract
Un système (1) pour véhicule automobile comporte les éléments suivants : une machine électrique (2) configurée pour fournir un couple mécanique à un moteur à combustion interne (3) du véhicule, une interface (10) entre cette machine électrique et le moteur à combustion interne pour transmettre un couple de la machine électrique au moteur à combustion, cette interface comprenant notamment une courroie (20) agencée pour transmettre un couple de la machine électrique au moteur à combustion, la machine électrique étant agencée pour pouvoir fournir un couple (C2) au moteur à combustion pour maintenir ce moteur à combustion dans un régime bas au-dessus de zéro et dans lequel l'injection de carburant est coupée.
Description
Système pour véhicule automobile pour maintenir le moteur à combustion dans un régime bas
La présente invention concerne un système pour véhicule automobile, notamment un véhicule de tourisme, un camion ou un bus.
Dans le domaine du démarrage automatique du moteur à combustion, ou encore appelé Stop-Start, il est connu d'utiliser une machine électrique réversible qui fait à la fois fonction d'alternateur et de démarreur.
Dans certains cas, le couple mécanique à fournir pour le démarrage automatique est très élevé.
Des problèmes peuvent alors survenir.
Par exemple, si une courroie de transmission est prévue entre la machine électrique et le moteur, des phénomènes de glissement de la courroie peuvent se produire lorsque les couples sont trop importants.
L'invention vise notamment à pallier ce type de difficulté.
L'invention a ainsi pour objet un système pour véhicule automobile, ce système comportant :
- une machine électrique configurée pour fournir un couple mécanique à un moteur à combustion interne du véhicule,
une interface entre cette machine électrique et le moteur à combustion interne pour transmettre un couple de la machine électrique au moteur à combustion, cette interface comprenant notamment une courroie agencée pour transmettre un couple de la machine électrique au moteur à combustion, la machine électrique étant agencée pour pouvoir fournir un couple au moteur à combustion pour maintenir ce moteur à combustion dans un régime bas au-dessus de zéro et dans lequel l'injection de carburant est coupée.
Grâce à l'invention, il est possible de maintenir le moteur à combustion en régime bas, sans avoir à consommer de carburant, ce qui permet de réduire la consommation de carburant et par conséquent la production de polluants le temps du régime bas.
Durant le régime bas, le bruit du véhicule peut être réduit du fait de l'absence d'explosions dans le moteur à combustion.
Ceci est particulièrement avantageux par rapport à un régime ralenti classique qui nécessite une consommation de carburant, phase durant laquelle le rendement du moteur est mauvais.
De plus, le fait que le régime soit au-dessus de zéro, le couple à fournir pour le redémarrage est plus faible, ceci est particulièrement avantageux dans le cas d'un bus ou d'un camion.
Dans un exemple de mise en œuvre de l'invention, le régime bas est en dessous du régime ralenti du véhicule, notamment le régime bas représente au plus 95% du régime ralenti. Ce régime peut par exemple correspondre à 50 tours/min.
En variante, ce régime bas correspond au régime ralenti du véhicule.
De préférence, la machine électrique est agencée pour, en plus de maintenir le moteur à combustion en régime bas, fournir un couple suffisant pour ramener le vilebrequin à son régime de ralenti initial afin de permettre l'injection de carburant dans le moteur à combustion.
Cette phase de retour au régime ralenti fait suite au régime bas. Dans un exemple de mise en œuvre de l'invention, juste avant le régime bas, le moteur à combustion passe dans une phase de ré-attelage (« re-injection » en anglais) dans laquelle un embrayage du véhicule s'ouvre pour que le régime du moteur à combustion converge vers le régime ralenti et, dans cette phase de ré-attelage, la machine électrique est agencée pour fournir un couple au moteur à combustion pour ralentir la chute de ralenti, sans injection de carburant.
Grâce à l'invention, durant cette phase de ré-attelage, la consommation de carburant peut être supprimée, ce qui est particulièrement avantageux sur le plan écologique.
La machine électrique est de préférence agencée pour, outre fournir un couple au moteur à combustion lorsque cette machine fonctionne en moteur, produire un courant électrique lorsque cette machine fonctionne en alternateur.
La machine peut, le cas échéant, comporter une électronique de puissance intégrée.
Dans un exemple de mise en œuvre de l'invention, la machine électrique comporte une poulie agencée pour coopérer avec la courroie de transmission.
Par exemple, la machine électrique présente une puissance électrique comprise entre 4 et 25 KWatts, notamment entre 6 et 12 KWatts, notamment une puissance sensiblement égale à 8 KWatts.
L'invention a encore pour objet un ensemble comportant le système décrit ci-dessus, et un moteur à combustion associé à ce système.
L'ensemble comporte avantageusement une unité de contrôle agencée pour contrôler la machine électrique.
L'ensemble peut comporter une batterie à laquelle la machine électrique est connectée.
L'invention a également pour objet un procédé pour maintenir un moteur à combustion interne dans un régime bas, le procédé comportant l'étape suivante :
- Utiliser une machine électrique (2) pour maintenir ce moteur à combustion dans un régime bas au-dessus de zéro et dans lequel l'injection de carburant est coupée.
L'invention est particulièrement avantageuse pour un camion ou un bus, mais s'applique également à un véhicule de tourisme.
L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence au dessin annexé dans lequel :
- la figure 1 est une vue schématique et partielle, d'un système selon un exemple de réalisation de l'invention,
- la figure 2 illustre l'évolution du régime du moteur à combustion suivant plusieurs phases, et
- la figure 3 illustre l'évolution du couple fourni par la machine électrique suivant ces phases.
On a représenté sur la figure 1 un système 1 pour véhicule automobile, ce système comportant :
une machine électrique 2 configurée pour fournir un couple mécanique à un moteur à combustion interne 3 du véhicule,
une interface 10 entre cette machine électrique 2 et le moteur à combustion interne 3 pour transmettre un couple de la machine électrique au moteur à combustion, cette interface comprenant une courroie 20 agencée pour transmettre un couple de la machine électrique 2 au moteur à combustion 3, la machine électrique 2 étant agencée pour pouvoir fournir un couple au moteur à combustion pour maintenir ce moteur à combustion 3 dans un régime bas au-dessus de zéro et dans lequel l'injection de carburant est coupée.
Dans l'exemple décrit, la machine 2 est une machine électrique tournante synchrone à double excitation, c'est-à-dire comportant un rotor muni d'aimants permanents et d'un bobinage d'excitation.
Le moteur à combustion 3 comporte un vilebrequin 14 qui coopère avec la courroie 20 de sorte que ce moteur 3 peut être sélectivement entraîné par la machine 2 ou entraîner cette machine 2.
Durant la phase de régime bas au-dessus de zéro (Phase P2 sur la figure 2), la machine 2 fait tourner le vilebrequin 14 à une vitesse de rotation inférieure au régime ralenti classique.
Dans l'exemple décrit, le régime bas représente au plus 95% du régime ralenti. Ce régime peut par exemple correspondre à 50 tours/min.
En variante, ce régime bas correspond au régime ralenti du véhicule.
La machine électrique 2 est agencée pour, en plus de maintenir le moteur à combustion 3 en régime bas, fournir un couple suffisant pour ramener le vilebrequin à son régime de ralenti initial afin de permettre l'injection de carburant dans le moteur à combustion.
Cette phase de retour au régime ralenti fait suite au régime bas.
Juste avant le régime bas (P2), le moteur à combustion 3 passe dans une phase de ré-attelage, Phase P1 sur les figures 2 et 3, dans laquelle un embrayage du véhicule s'ouvre pour que le régime du moteur à combustion converge vers le régime ralenti et, dans cette phase de réattelage, la machine électrique 2 est agencée pour fournir un couple C1 au moteur à combustion pour ralentir la chute de ralenti, sans injection de carburant.
Dans cette phase P1 , comme on peut le voir sur la figure 2, le régime moteur baisse.
Durant la phase P2, le couple C2 fourni par la machine 2, qui sert à maintenir le régime bas, est supérieur au couple C1 dans la phase P1 .
La machine électrique 2 est agencée pour, outre fournir un couple au moteur à combustion 3 lorsque cette machine 2 fonctionne en moteur, produire un courant électrique lorsque cette machine fonctionne en alternateur.
La machine 2 comporte une électronique de puissance intégrée. La machine électrique 2 comporte une poulie 1 1 agencée pour coopérer avec la courroie de transmission 20.
Par exemple, la machine électrique présente une puissance électrique comprise entre 4 et 25 KWatts, notamment entre 6 et 12 KWatts, notamment une puissance sensiblement égale à 8 KWatts.
Lorsque la machine 2 fonctionne en alternateur, cette machine 2 permet de recharger une batterie d'une architecture électrique 5 du véhicule. Cette architecture 5 peut comporter un convertisseur DC/DC.
L'ensemble comporte une unité de contrôle, non représentée, agencée pour contrôler la machine électrique.
Il est prévu un démarreur 4 pour démarrer à froid le moteur à combustion interne 3 du véhicule.
Le démarreur 4 comporte un pignon 7 agencé pour coopérer avec un volant 8 du moteur à combustion 3.
Le véhicule est un camion ou un bus. Par exemple, un tel véhicule pèse au moins 7 tonnes et/ou présente un moteur thermique de cylindrée d'au moins 4L.
Claims
1 . Système (1 ) pour véhicule automobile, ce système comportant :
une machine électrique configurée pour fournir un couple mécanique à un moteur à combustion interne (3) du véhicule,
une interface (10) entre cette machine électrique et le moteur à combustion interne pour transmettre un couple de la machine électrique au moteur à combustion, cette interface comprenant notamment une courroie (20) agencée pour transmettre un couple de la machine électrique au moteur à combustion,
la machine électrique étant agencée pour pouvoir fournir un couple (C2) au moteur à combustion pour maintenir ce moteur à combustion dans un régime bas au-dessus de zéro et dans lequel l'injection de carburant est coupée.
2. Système selon la revendication précédente, ce régime bas étant en dessous du régime ralenti du véhicule, notamment le régime bas représente au plus 95% du régime ralenti.
3. Système selon l'une des revendications précédentes, ce régime bas correspondant au régime ralenti du véhicule.
4. Système selon l'une des revendications précédentes, la machine électrique étant agencée pour, en plus de maintenir le moteur à combustion en régime bas, fournir un couple suffisant pour ramener le
vilebrequin à son régime de ralenti initial afin de permettre l'injection de carburant dans le moteur à combustion.
5. Système selon la revendication précédente, cette phase de retour au régime ralenti faisant suite au régime bas.
6. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel juste avant le régime bas, le moteur à combustion passe dans une phase de ré-attelage dans laquelle un embrayage du véhicule s'ouvre pour que le régime du moteur à combustion converge vers le régime ralenti et, dans cette phase de ré-attelage, la machine électrique est agencée pour fournir un couple au moteur à combustion pour ralentir la chute de ralenti, sans injection de carburant.
7. Système selon l'une des revendications précédentes, la machine électrique étant agencée pour, outre fournir un couple au moteur à combustion lorsque cette machine fonctionne en moteur, produire un courant électrique lorsque cette machine fonctionne en alternateur.
8. Système selon l'une des revendications précédentes, la machine électrique (2) comportant une poulie (1 1 ) agencée pour coopérer avec la courroie de transmission (10).
9. Système selon l'une des revendications précédentes, la machine électrique (2) présentant une puissance électrique comprise entre
4 et 25 KWatts, notamment entre 6 et 12 KWatts, notamment une puissance sensiblement égale à 8 KWatts.
10. Ensemble comportant le système selon l'une des revendications précédentes, et un moteur à combustion associé à ce système.
1 1 . Procédé pour maintenir un moteur à combustion interne dans un régime bas, le procédé comportant l'étape suivante
- Utiliser une machine électrique (2) pour maintenir ce moteur à combustion dans un régime bas au-dessus de zéro et dans lequel l'injection de carburant est coupée.
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Legal Events
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121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 16741665 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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NENP | Non-entry into the national phase |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 16741665 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |