WO2024180288A1 - Procede de gestion du demarrage du moteur thermique en montee - Google Patents

Procede de gestion du demarrage du moteur thermique en montee Download PDF

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motor vehicle
value
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Simon MICHAUT
Yohan MILHAU
Gregoire GARNIER
Jean-pierre CORNU
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Stellantis Auto Sas
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    • B60W2552/15—Road slope, i.e. the inclination of a road segment in the longitudinal direction

Definitions

  • TITLE METHOD FOR MANAGING THE STARTING OF A HEAT ENGINE ON A CLIMB
  • the invention relates, in general, to the technical field of the management of the piloting of a thermal engine in a hybrid motor vehicle.
  • the invention relates more specifically to a method for managing the start of the thermal engine when going uphill in a motor vehicle equipped with a hybrid powertrain.
  • the invention relates to a method for managing the start of the thermal engine when going uphill.
  • Document FR3008056 describes a method for controlling the thermal engine of a hybrid powertrain when detecting a bend while the hybrid motor vehicle is moving, which makes it possible to possibly stop the thermal engine when entering a bend and then restart it when exiting the bend to make it available when the driver accelerates, which occurs when exiting the bend.
  • the invention aims to remedy all or part of the drawbacks of the state of the art by proposing in particular a solution making it possible to improve driving pleasure when climbing a pass.
  • a method for managing the start-up of a thermal engine on an uphill slope is proposed, intended to be implemented in a hybrid motor vehicle comprising a powertrain comprising a thermal engine and an electric machine, the method comprising steps: a) when a measured dynamic slope value is greater than a predetermined threshold value DSI, the thermal engine is started if it is not already started; b) when a measured dynamic slope value is less than a predetermined threshold value DS2, DS2 being less than or equal to DSI, the thermal engine is stopped; as well as a step where if, prior to step b), a steering wheel position angle value is greater than a predetermined threshold value ST, then the method enters a hairpin turn mode for climbing a hill and, during step b), the thermal engine is kept running.
  • the method for managing the start-up of a thermal engine on the rise resumes in a loop from step a).
  • the method for managing the start-up of a thermal engine on an uphill slope comprises a step of exiting the hairpin turn mode of a hill climb if the steering wheel position angle value is less than the predetermined threshold value ST.
  • the latter relates to a powertrain for a hybrid motor vehicle comprising an electric machine and a heat engine, as well as a computer arranged so as to implement a method for managing the start-up of a heat engine on an uphill climb having at least one of the preceding technical characteristics.
  • FIG. 2 a chronograph illustrating the method according to the invention in the context of a climb up a pass with a hairpin bend.
  • Figure 1 illustrates a chronograph illustrating the method described in document FR3008056 briefly mentioned in the preamble to the description. We will describe it in a little more detail in relation to a climb up a pass which includes, here, a single hairpin bend, i.e. a tight bend with little slope, to illustrate the point. The person skilled in the art can easily extend what follows to a climb up a pass with several hairpin bends.
  • hybrid motor vehicle comprising a hybrid powertrain comprising at least one electric machine and a thermal engine on one of the two axes of the hybrid motor vehicle.
  • a computer of the powertrain is provided within the hybrid motor vehicle in order to manage a use of thermal energy and energy electric according to different conditions and life situations of said hybrid motor vehicle.
  • the torque requested by the driver varies much more than on a flat plain road and the energy optimization, depending on the power at the wheel requested by said driver, causes the powertrain computer to start/stop the thermal engine more.
  • the hybrid motor vehicle attacks the climb of the pass with only the electric machine in operation.
  • the dynamic slope of the climb reaches a threshold value DSI which indicates to the computer of the powertrain to start the thermal engine which supplements the electric machine to continue the climb.
  • the dynamic slope of the climb falls back below a threshold value DS2, here lower than the threshold value DSI: this indicates to the computer of the powertrain to stop the thermal engine, the hybrid motor vehicle continuing with the electric machine to continue.
  • the steering wheel is turned by a significant angle which corresponds to taking a hairpin bend here. This corresponds to the decrease in the dynamic slope around this time. Indeed, with the method of the prior art, the powertrain computer interprets such a bend as a flat road while the road continues to climb just after the hairpin bend; as explained below. [0020] Then, the steering wheel returns to the neutral position and the value of the dynamic slope rises above the DSI threshold value at a time t4, which corresponds, in the illustrated case, to the resumption of a steeper slope at the exit of a hairpin bend in a hill climb. At time t4, the powertrain computer restarts the heat engine which supplements the electric machine to continue the climb.
  • the slope becomes gentler and its dynamic value falls below the DS2 threshold value, indicating to the powertrain computer to stop the thermal engine, the hybrid motor vehicle continuing with the electric machine to continue its journey.
  • this criterion must only be active when going uphill so as not to penalize energy optimization on flat roads. This is why it must be deactivated when the dynamic value of the slope becomes lower than the DS2 threshold which can be calibrated during the production of the hybrid motor vehicle.
  • the method for managing the start of a thermal engine on an uphill slope according to the invention receives information indicating that the steering wheel has turned by an angle of a value greater than a predetermined threshold angle value ST, the value of the dynamic slope being greater, at this same time t2, than the predetermined threshold value DS2. Under these conditions, the method for managing the start of a thermal engine on an uphill slope according to the invention interprets that the motor vehicle is starting a hairpin turn of a hill climb. The method for managing the start of a thermal engine on an uphill slope according to the invention then enters a hairpin turn mode of a hill climb. And, when the value of the dynamic slope falls below the threshold value DS2 at time t3, the method for managing the start of a thermal engine on an uphill slope according to the invention keeps the thermal engine started.
  • the method for managing the start-up of a heat engine on an uphill climb ignores the threshold crossing and leaves the heat engine in the operating state.
  • the method for managing the start of a thermal engine on an uphill climb receives information indicating that the steering wheel is in an angle position of a value lower than the predetermined threshold angle value ST, which resets the detection of a hairpin turn on a hill climb.
  • the method for managing the start of a thermal engine on an uphill climb according to the invention then exits the hairpin turn mode on a hill climb.
  • the angle indicating the position of the steering wheel when the slope becomes slight makes it possible not to deactivate the thermal engine in order to maintain good driving pleasure when climbing a pass.
  • the dynamic value of the detected slope falls below the threshold value DS2, the slope becoming gentler, indicating to the method for managing the start-up of a thermal engine on an uphill climb according to the invention to stop the thermal engine, the hybrid motor vehicle continuing with the electric machine to continue its journey.
  • the method for managing the start-up of a thermal engine on an uphill climb makes it possible to leave the thermal engine running. This eliminates the jolts and also allows better availability of the thermal engine torque to be able to satisfy the driver's torque demand. When the slope becomes slight at the end of the climb, it is therefore no longer necessary to keep the engine running because the driver's demand will be all the less.
  • Such a method for managing the start-up of a thermal engine on an uphill climb makes it possible to confirm a stop of the thermal engine when the latter has previously been started to satisfy an upward slope by monitoring the value of the steering wheel angle in order to discriminate a hairpin bend from a hill climb (low slope but high steering wheel angle) and, consequently, not to stop the thermal engine wrongly because once out of the hairpin, the slope becomes steep again, which would lead to restarting the thermal engine.
  • the advantage of the invention makes it possible to avoid a jolt and to improve the availability of torque at the wheel for the driver when climbing a hill.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de gestion de démarrage d'un moteur thermique en montée mis en œuvre dans un véhicule automobile hybride comportant un groupe motopropulseur comportant un moteur thermique et une machine électrique, le procédé comportant des étapes : lorsque une valeur de pente dynamique mesurée est supérieure à une valeur seuil DS1 prédéterminée, le moteur thermique est démarré s'il ne l'est pas déjà; lorsque une valeur de la pente dynamique mesurée est inférieure à une valeur seuil DS2 prédéterminée, DS2 étant inférieure ou égale à DS1, le moteur thermique est arrêté; et une étape où si, préalablement à l'étape b), une valeur d'angle de position du volant est supérieure à une valeur seuil ST prédéterminée, alors le procédé entre dans un mode de virage en épingle de montée de col et, lors de l'étape b), le moteur thermique est maintenu en fonctionnement.

Description

DESCRIPTION
TITRE : PROCEDE DE GESTION DU DEMARRAGE DU MOTEUR THERMIQUE EN MONTEE
La présente invention revendique la priorité de la demande française N°2301760 déposée le 27.02.2023 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.
Domaine technique de l'invention
[0001] L'invention concerne, de façon générale, le domaine technique de la gestion de pilotage d’un moteur thermique dans un véhicule automobile hybride.
[0002] L’ invention se rapporte plus spécifiquement à un procédé de gestion du démarrage du moteur thermique en montée au sein d’un véhicule automobile équipé d’un groupe motopropulseur hybride. En particulier, l’invention concerne un procédé de gestion du démarrage du moteur thermique dans le cas de montée de col.
État de la technique antérieure
[0003] Sur un véhicule automobile hybride, une gestion primaire des démarrages/arrêts d’un moteur thermique du groupe motopropulseur hybride est basée sur une optimisation de la consommation en énergie du véhicule automobile hybride. Pour se faire, en fonction d’une vitesse de déplacement du véhicule automobile hybride et d’un état de charge d’une batterie, il est possible de décider de démarrer ou d’arrêter le moteur thermique pour être le plus efficient possible dans des conditions normales d’utilisation.
[0004] Le document FR3008056 décrit un procédé de commande du moteur thermique d’un groupe motopropulseur hybride lors de la détection d’un virage lors d’un déplacement du véhicule automobile hybride qui permet d’arrêter éventuellement le moteur thermique en entrée de virage puis de le redémarrer en sortie de virage pour le rendre disponible lors d’une accélération de la part du conducteur qui survient lors de cette sortie.
[0005] Lors d’une montée de col, un conducteur du véhicule automobile hybride sollicite plus souvent une pédale d’accélérateur (du fait de virages et de lignes droites successifs), ce qui provoque de nombreux arrêts /redémarrages du moteur thermique.
Un tel comportement se traduit par des à-coups ressentis par le conducteur.
Exposé de l'invention
[0006] L’invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l’état de la technique en proposant notamment une solution permettant d’améliorer l’agrément de conduite lors d’une montée de col.
[0007] Pour ce faire est proposé, selon un premier aspect de l’invention, un procédé de gestion de démarrage d’un moteur thermique en montée destiné à être mis en œuvre dans un véhicule automobile hybride comportant un groupe motopropulseur comportant un moteur thermique et une machine électrique, le procédé comportant des étapes : a) lorsque une valeur de pente dynamique mesurée est supérieure à une valeur seuil DSI prédéterminée, le moteur thermique est démarré s’il ne l’est pas déjà ; b) lorsque une valeur de la pente dynamique mesurée est inférieure à une valeur seuil DS2 prédéterminée, DS2 étant inférieure ou égale à DSI, le moteur thermique est arrêté ; ainsi qu’une étape où si, préalablement à l’étape b), une valeur d’angle de position du volant est supérieure à une valeur seuil ST prédéterminée, alors le procédé entre dans un mode de virage en épingle de montée de col et, lors de l’étape b), le moteur thermique est maintenu en fonctionnement.
[0008] Selon un mode de réalisation, le procédé de gestion de démarrage d’un moteur thermique en montée reprend en boucle depuis l’étape a).
[0009] Selon un mode de réalisation, suite à l’étape a), le procédé de gestion de démarrage d’un moteur thermique en montée comporte une étape de sortie de mode de virage en épingle de montée de col si la valeur d’angle de position du volant est inférieure à la valeur seuil ST prédéterminée [0010] Selon un autre aspect de l’invention, celle-ci a trait à un groupe motopropulseur pour véhicule automobile hybride comportant une machine électrique et un moteur thermique, ainsi qu’un calculateur agencé de sorte à mettre en œuvre un procédé de gestion de démarrage d’un moteur thermique en montée présentant au moins l’une des caractéristiques techniques précédentes.
[0011] Selon un autre aspect encore de l’invention, celle-ci a trait un véhicule automobile hybride comportant un tel groupe motopropulseur.
Brève description des figures
[0012] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent :
[Fig. 1] : un chronographe illustrant le procédé de l’art antérieur dans le cadre d’une montée de col avec un virage en épingle ;
[Fig. 2] un chronographe illustrant le procédé selon l’invention dans le cadre d’une montée de col avec un virage en épingle.
[0013] Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l’ensemble des figures.
Description détaillée d'un mode de réalisation
[0014] La figure 1 illustre un chronographe illustrant le procédé décrit dans le document FR3008056 brièvement évoqué dans le préambule de la description. Nous allons le décrire un peu plus en détails en relation avec une montée de col qui comprend, ici, un seul virage en épingle, c’est-à-dire un virage serré avec peu de pente, pour illustrer le propos. La personne de l’art peut sans problème étendre ce qui va suivre à une montée de col avec plusieurs virages en épingle.
[0015] De manière générale, dans le cadre d’un véhicule automobile hybride comprenant un groupe motopropulseur hybride comportant a minima une machine électrique et un moteur thermique sur un des deux axes du véhicule automobile hybride. Un calculateur du groupe motopropulseur est prévu au sein du véhicule automobile hybride afin de gérer une utilisation de l’énergie thermique et de l’énergie électrique suivant différentes conditions et situations de vie dudit véhicule automobile hybride.
[0016] Lors d’une montée de col, une somme de forces extérieures au véhicule automobile hybride est plus importante que sur une route plate de plaine. Ainsi, un conducteur du véhicule automobile hybride va solliciter davantage le groupe motopropulseur hybride pour faire avancer le véhicule automobile hybride le long de la montée. Or, une montée de col est composée de nombreux virages, ce qui amène également le conducteur à soulager sa pédale d’accélérateur, ce d’autant plus lorsque certain de ces virages sont des virages en épingle.
[0017] Ainsi, le couple demandé par le conducteur varie beaucoup plus que sur une route plate de plaine et l’optimisation énergétique, dépendant de la puissance à la roue demandée par ledit conducteur, amène le calculateur du groupe motopropulseur à démarrer/arrêter davantage le moteur thermique.
[0018] Dans l’exemple simple de la figure 1 illustrant une mise en œuvre du procédé de l’art antérieur précité, le véhicule automobile hybride attaque la montée de col avec la seule machine électrique en fonctionnement. À un moment tl, la pente dynamique de la montée atteint une valeur seuil DSI qui indique au calculateur du groupe motopropulseur de démarrer le moteur thermique qui vient compléter la machine électrique pour poursuivre la montée. Ensuite, à un instant t3, la pente dynamique de la montée redescend en dessous d’une valeur seuil DS2, ici inférieure à la valeur seuil DSI : cela indique au calculateur du groupe motopropulseur d’arrêter le moteur thermique, le véhicule automobile hybride continuant avec la machine électrique pour poursuivre.
[0019] Toutefois, peu avant l’instant t3, le volant est tourné d’un angle important ce qui correspond à la prise d’un virage en épingle ici. Cela correspond à la diminution de la pente dynamique aux alentours de cet instant. En effet avec le procédé de l’art antérieur, le calculateur du groupe motopropulseur interprète un tel virage comme une route plate alors que la route continue de monter juste après le virage en épingle ; comme expliqué ci-après. [0020] Ensuite, le volant revient vers la position neutre et la valeur de la pente dynamique remonte au-dessus de la valeur seuil DSI à un instant t4, ce qui correspond, dans le cas illustré, à la reprise d’une pente plus importante en sortie de virage en épingle dans une montée de col. À l’instant t4, le calculateur du groupe motopropulseur redémarre le moteur thermique qui vient compléter la machine électrique pour poursuivre la montée.
[0021] En fin de montée de col, la pente s’adoucit et sa valeur dynamique redescend en dessous de la valeur seuil DS2 indiquant au calculateur du groupe motopropulseur d’arrêter le moteur thermique, le véhicule automobile hybride continuant avec la machine électrique pour poursuivre sa route.
[0022] Ce laps de temps entre t3 et t4 où le moteur thermique est arrêté puis redémarré provoque des à-coups ressentis par le conducteur et qui peuvent être ressentis comme désagréable dans ces conditions de vie de montée de col du véhicule automobile hybride.
[0023] C’ est pourquoi, afin d’améliorer l’agrément de conduite dans cette situation de montée de col, il est proposé d’améliorer le procédé de gestion du démarrage du moteur thermique de l’art antérieur précédemment décrit de sorte à laisser le moteur thermique démarrer en montée de col entre les instants t3 et t4 afin d’éviter de trop nombreux arrêts /redémarrages de ce dernier tout en augmentant la disponibilité de couple pour le conducteur du véhicule automobile hybride.
[0024] Toutefois, ce critère ne doit être actif qu’en montée afin de ne pas pénaliser l’optimisation énergétique sur routes plates. C’est pourquoi, il doit être désactivé lorsque la valeur dynamique de la pente devient inférieure au seuil DS2 qui est calibrable lors de la production du véhicule automobile hybride.
[0025] Ainsi, le procédé de gestion de démarrage d’un moteur thermique en montée selon l’invention comporte une première étape de détection de dépassement d’une valeur seuil DSI prédéterminée de la pente dynamique à un instant tl. Dès lors, cela indique au calculateur du groupe motopropulseur de démarrer le moteur thermique qui vient en complément de la machine électrique pour satisfaire la demande de couple conducteur, le véhicule automobile hybride abordant une montée.
[0026] À un instant t2, le procédé de gestion de démarrage d’un moteur thermique en montée selon l’invention reçoit une information indiquant que le volant a tourné d’angle d’une valeur supérieure à une valeur d’angle seuil ST prédéterminée, la valeur de la pente dynamique étant supérieure, à ce même instant t2, à la valeur seuil DS2 prédéterminée. Dans ces conditions, le procédé de gestion de démarrage d’un moteur thermique en montée selon l’invention interprète que le véhicule automobile commence un virage en épingle d’une montée de col. Le procédé de gestion de démarrage d’un moteur thermique en montée selon l’invention entre alors dans un mode de virage en épingle de montée de col. Et, lorsque la valeur de la pente dynamique descend en dessous de la valeur seuil DS2 à l’instant t3, le procédé de gestion de démarrage d’un moteur thermique en montée selon l’invention maintient le moteur thermique démarré.
[0027] En sortie de virage en épingle ainsi détecté lorsque la valeur dynamique de la pente repasse au-dessus de la valeur seuil DSI à l’instant t4, le moteur thermique étant toujours en fonctionnement, le procédé de gestion de démarrage d’un moteur thermique en montée selon l’invention ignore le passage de seuil et laisse le moteur thermique en l’état de fonctionnement.
[0028] À l’instant t5 suivant, la valeur dynamique de la pente étant toujours supérieure à la valeur seuil DS2, le procédé de gestion de démarrage d’un moteur thermique en montée selon l’invention reçoit une information indiquant que le volant est dans une position d’angle d’une valeur inférieure à la valeur d’angle seuil ST prédéterminée, ce qui réinitialise la détection d’un virage en épingle de montée de col. Le procédé de gestion de démarrage d’un moteur thermique en montée selon l’invention sort alors du mode de virage en épingle de montée de col.
[0029] Ainsi, l’angle indiquant la position du volant lorsque la pente devient faible, permet de ne pas désactiver le moteur thermique afin de maintenir un bon agrément de conduite dans la montée de col. [0030] En fin de montée de col, à un instant t6, la valeur dynamique de la pente détectée repasse sous la valeur seuil DS2, la pente s’adoucissant, indiquant au procédé de gestion de démarrage d’un moteur thermique en montée selon l’invention d’arrêter le moteur thermique, le véhicule automobile hybride continuant avec la machine électrique pour poursuivre sa route.
[0031] Ainsi, afin de réduire l’occurrence de ces arrêts/redémarrages du moteur thermique, et en considérant la pente de la route, le procédé de gestion de démarrage d’un moteur thermique en montée selon l’invention permet de laisser le moteur thermique démarré. Cela supprime les à-coups et permet également une meilleure disponibilité du couple moteur thermique pour pouvoir satisfaire la demande de couple du conducteur. Lorsque la pente devient faible en fin de montée de col, il n’est dès lors plus nécessaire de maintenir le moteur démarré car la sollicitation du conducteur sera d’autant moins grande.
[0032] Un tel procédé de gestion de démarrage d’un moteur thermique en montée selon l’invention permet de confirmer un arrêt du moteur thermique lorsque celui-ci est précédemment démarré pour satisfaire une pente montante par une surveillance de la valeur de l’angle du volant afin de discriminer un virage en épingle d’une montée de col (faible pente mais angle au volant important) et, par conséquent, de ne pas arrêter le moteur thermique à tort car une fois sorti de l’épingle, la pente redevenant forte, ce qui conduirait à redémarrer le moteur thermique
[0033] L’ avantage de l’invention permet d’éviter un à-coup et d’améliorer la disponibilité du couple à la roue pour le conducteur dans une montée de col.
[0034] Naturellement, l’invention est décrite dans ce qui précède à titre d’exemple. Il est entendu que l’homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de réalisation de l’invention sans pour autant sortir du cadre de l’invention.
[0035] Il est souligné que toutes les caractéristiques, telles qu’elles se dégagent pour un homme du métier à partir de la présente description, des dessins et des revendications attachées, même si concrètement elles n’ont été décrites qu’en relation avec d’autres caractéristiques déterminées, tant individuellement que dans des combinaisons quelconques, peuvent être combinées à d’autres caractéristiques ou groupes de caractéristiques divulguées ici, pour autant que cela n’a pas été expressément exclu ou que des circonstances techniques rendent de telles combinaisons impossibles ou dénuées de sens.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de gestion de démarrage d’un moteur thermique en montée destiné à être mis en œuvre dans un véhicule automobile hybride comportant un groupe motopropulseur comportant un moteur thermique et une machine électrique, le procédé comportant des étapes : a) lorsque une valeur de pente dynamique mesurée est supérieure à une valeur seuil DSI prédéterminée, le moteur thermique est démarré s’il ne l’est pas déjà ; b) lorsque une valeur de la pente dynamique mesurée est inférieure à une valeur seuil DS2 prédéterminée, DS2 étant inférieure ou égale à DSI, le moteur thermique est arrêté ; caractérisé en ce que si, préalablement à l’étape b), une valeur d’angle de position du volant est supérieure à une valeur seuil ST prédéterminée, alors le procédé entre dans un mode de virage en épingle de montée de col et, lors de l’étape b), le moteur thermique est maintenu en fonctionnement.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce le procédé reprend en boucle depuis l’étape a).
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, suite à l’étape a), le procédé comporte une étape de sortie de mode de virage en épingle de montée de col si la valeur d’angle de position du volant est inférieure à la valeur seuil ST prédéterminée.
4. Groupe motopropulseur pour véhicule automobile hybride comportant une machine électrique et un moteur thermique, caractérisé en ce qu’il comporte un calculateur agencé de sorte à mettre en œuvre le procédé selon l’une des revendications 1 à 3.
5. Véhicule automobile hybride, caractérisé en ce qu’il comporte un groupe motopropulseur selon la revendication 4.
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