Brevet FR2793449A1 — publié le 20001117

"Véhicule automobile hybride comportant des moyens de ralentissement" L'invention concerne un véhicule automobile à motorisation hybride parallèle. L'invention concerne un véhicule automobile à motorisation hybride parallèle, du type qui comporte une transmission qui est accouplée en amont d'une part à une machine électrique et d'autre part à un moteur thermique par l'intermédiaire d'un embrayage, et qui est accouplée en aval aux roues d'un essieu moteur du véhicule, la machine électrique étant susceptible d'être alimentée par une batterie d'accumulateurs pour fonctionner en moteur ou étant susceptible de fonctionner en générateur pour recharger la batterie d'accumulateurs, et du type qui comporte un module électronique de commande qui, en fonction d'informations transmises par au moins un capteur de la position d'au moins une pédale, notamment une pédale d'accélérateur ou une pédale de frein du véhicule, commande au moins le moteur thermique, l'embrayage, la machine électrique, et des freins du véhicule. On connaît de nombreux exemples de véhicules automobile du type décrit précédemment. Il s'agit pour la plupart de véhicules automobiles dont l'architecture est semblable à celle du véhicule qui est décrit et représenté dans le document DE-Al-4.436.383, et qui sont susceptibles de fonctionner au moins suivant un mode de fonctionnement électrique ou suivant un mode de fonctionnement hybride. Lorsque le véhicule fonctionne suivant le mode de fonctionnement électrique, le moteur thermique est débrayé et la machine électrique fonctionne sélectivement en moteur électrique pour assurer la traction du véhicule ou en générateur pour recharger la batterie d'accumulateurs du véhicule et assurer un ralentissement du véhicule. En revanche, lorsque le véhicule fonctionne suivant le mode de fonctionnement hybride, le moteur thermique est embrayé. La traction du véhicule peut alors être assurée à la fois par le moteur thermique et par la machine électrique. Lorsque le conducteur du véhicule désire ralentir le véhicule et relâche une pédale d'accélérateur du véhicule ou actionne une pédale de frein du véhicule, le moteur thermique fonctionne en frein moteur tandis que la machine électrique fonctionne en générateur pour recharger la batterie d'accumulateurs du véhicule et assurer un ralentissement du véhicule. Une telle architecture présente de nombreux inconvénients lorsque le véhicule fonctionne suivant le mode de fonctionnement hybride. En effet, lorsque le conducteur relâche la pédale d'accélérateur du véhicule, l'énergie cinétique de véhicule est dissipée, du fait de l'embrayage du moteur thermique, en partie dans le moteur thermique et en partie dans la machine électrique. Si la machine électrique peut transformer cette énergie en énergie électrique et la stocker dans la batterie d'accumulateurs, il n'en est en revanche pas de même pour le moteur thermique dans lequel l'énergie est dissipée à perte sous forme de frottements et de travail de compression. De plus, si l'alimentation du moteur thermique n'est pas interrompue, l'entraînement du moteur thermique provoque l'entraînement d'une pompe à carburant de celui-ci, notamment une pompe d'injection de celui-ci, et par conséquent une surconsommation de carburant. Pour remédier à ces inconvénients, l'invention propose un véhicule automobile à motorisation hybride parallèle qui est susceptible de transformer quasiment toute l'énergie cinétique résultant de la décélération du véhicule en énergie électrique stockée dans la batterie d'accumulateurs. Dans ce but, l'invention propose un véhicule automobile à motorisation hybride parallèle du type décrit précédemment, caractérisé en ce que le module électronique de commande est susceptible de mettre en #uvre un mode de ralentissement dans lequel l'embrayage est débrayé et dans lequel la machine électrique fonctionne en générateur pour recharger la batterie d'accumulateurs et en ralentisseur pour fournir une puissance de freinage aux roues de l'essieu moteur du véhicule. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - le module électronique de commande met en #uvre le mode de ralentissement de récupération lorsque la pédale d'accélérateur est relâchée, quelle que soit la position de la pédale de frein, ou lorsque la pédale de frein est actionnée, quelle que soit la position de la pédale d'accélérateur, - Au-delà d'une position déterminée de la pédale de frein, le module électronique commande de surcroît l'actionnement des freins mécaniques du véhicule, - le module électronique de commande est susceptible de recevoir des informations en provenance d'un capteur de vitesse du véhicule, du capteur de la position de la pédale d'accélérateur, et de moyens de mesure de l'état de charge de la batterie d'accumulateurs, pour déterminer un premier état de faible sollicitation du véhicule dans lequel le véhicule roule à vitesse faible, dans lequel au plus une faible accélération est demandée, et dans lequel la batterie peut être chargée, ou bien à défaut un deuxième état de sollicitation normale, - dans l'état de faible sollicitation le module électronique commande l'arrêt du moteur thermique lors de la mise en oeuvre du mode de ralentissement, - dans l'état de sollicitation normale, le module électronique commande, lors de la mise en oeuvre du mode de ralentissement, le moteur thermique pour qu'il fonctionne à un régime de ralenti, - la transmission comporte une boîte de vitesses en amont de laquelle est accouplée la machine électrique, - la transmission comporte une boîte de vitesses en aval de laquelle est accouplée la machine électrique, - le véhicule comporte au moins un essieu libre dont les roues sont accouplées à une machine électrique supplémen taire qui est reliée à la batterie d'accumulateurs et qui, lors de la mise en #uvre du mode de ralentissement par le module électronique de commande fonctionne en générateur pour recharger la batterie d'accumulateurs et fournir une puissance de ralentissement aux roues de l'essieu libre du véhicule. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un groupe motopropulseur d'un véhicule selon l'invention comportant une machine électrique accouplée à une transmission en amont d'une boîte de vitesses ; - la figure 2 est une vue selon la figure 1 d'un groupe motopropulseur comportant une machine électrique accouplée à une transmission en amont d'une boîte de vitesses ; - la figure 3 est un organigramme du fonctionnement du module électronique de commande selon l'invention. Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires. On a représenté à la figure 1 l'ensemble d'un groupe motopropulseur 10 pour un véhicule automobile à motorisation hybride parallèle réalisé conformément à l'invention. D'une manière connue, le groupe motopropulseur 10 comporte une transmission 12, notamment par exemple une boîte de vitesses à deux arbres parallèles primaire 14 et secondaire 16, qui est accouplée d'une part à une machine électrique 18 et d'a ut re part, par l'intermédiaire d'u n embrayage 20, à un moteur thermique 22 qui fournit en aval une puissance motrice à un essieu moteur 24 du véhicule. Le moteur thermique 22 est alimenté par un réservoir 26 de carburant et la machine électrique 18 est reliée à une batterie d'accumulateurs 28 qui est soit susceptible de l'alimenter lorsque la machine électrique 18 fonctionne en moteur électrique, soit susceptible d'être rechargée par la machine électrique 18 lorsque celle-ci fonctionne en générateur. De manière connue, le groupe motopropuiseur 10 comporte un module électronique de commande 30 qui, en fonction de l'information transmise par au moins un capteur de la position d'au moins une pédale, commande au moins le moteur thermique 22, l'embrayage 20, la machine électrique 18 et des freins 32 du véhicule. Ainsi, dans le mode de réalisation préféré de l'invention, le module électronique de commande 30 est susceptible de recevoir une information en provenance d'un capteur 34 de la position d'une pédale d'accélérateur du véhicule et une information en provenance d'un capteur 36 de la position d'une pédale de frein du véhicule. Le détail des informations échangées entre le module électronique de commande 30 et le groupe motopropulseur 10 sera décrit ultérieurement. De la sorte, le module électronique de commande 30 est susceptible de déterminer plusieurs modes de fonctionnement du véhicule. Le module électronique de commande 30 est ainsi susceptible de déterminer un mode de fonctionnement tout électrique dans lequel seule la machine électrique 18 est accouplée à la transmission 12, notamment pour lui fournir une puissance motrice capable d'entraîner l'essieu moteur 24, et dans lequel le moteur thermique 22 est arrêté et l'embrayage 20 est débrayé. Le module électronique de commande 30 est aussi susceptible de déterminer un mode de fonctionnement hybride dans lequel la machine électrique 18 et le moteur thermique 22 qui est en marche et embrayé par l'embrayage 20 sont accouplés à la transmission 12, notamment pour lui fournir une puissance motrice capable d'entraîner l'essieu moteur 24. Le module électronique de commande 30 est susceptible de recevoir une information (X 3 4 représentative de la position de la pédale d'accélérateur, une information %, représentative de la position de la pédale de frein, et une information V qui est fournie par un capteur 38 agencé en sortie de la transmission 12, pour commander le fonctionnement du moteur thermique 22, de l'embrayage 20, de la machine électrique 18, et de freins 32 du véhicule. Ainsi, le module électronique 30 est susceptible de commander le fonctionnement du moteur thermique 12 suivant un état E22 auquel est attribué une valeur "0" d'arrêt, 'T' de fonctionnement ou 111, " de fonctionnement au ralenti. De même, le module électronique 30 peut commander le fonctionnement de l'embrayage 20 suivant un état E2. auquel est attribué une valeur "0" dans laquelle l'embrayage 20 est débrayé ou une valeur 'T' dans laquelle l'embrayage 20 est embrayé. Le module électronique 30 est aussi susceptible de commander la machine électrique 18 suivant un état El. auquel est attribué une valeur " 1 gén Tg correspondant à un fonctionnement de la machine électrique 18 en générateur, ou suivant un état 1,111t', dans lequel la machine électrique 18 fonctionne en moteur. Enfin, le module électronique de commande 30 est susceptible de commander le fonctionnement des freins 32 du véhicule suivant un état E12 qui peut prendre une valeur "0" dans laquelle les freins du véhicule ne sont pas actionnés et une valeur 'T' dans laquelle les freins 32 du véhicule sont actionnés. La figure 3 illustre le fonctionnement du module électronique 30 de commande relativement à une demande du conducteur d'un ralentissement du véhicule conformément à l'invention . Le module électronique de commande compare dans une première étape le couple de valeurs des états E22 et E21 respectifs du moteur thermique 22 et de l'embrayage 20 à un couple de valeur 1j" correspondant à un fonctionnement du véhicule dans lequel le moteur thermique 22 est en marche et dans lequel l'embrayage 20 est embrayé. Ce couple 1j" de valeurs correspond à un fonctionnement hybride du véhicule. Si le couple de valeurs E22, E2, prend la valeur 1j" qui correspond au fonctionnement du véhicule selon lequel le moteur thermique 22 fonctionne et l'embrayage 20 est embrayé, le module électronique 30 de commande réalise ensuite un test comparant un couple de valeurs (X34, #36 transmises par les capteurs 34 et 36 associés aux positions respectives de la pédale d'accélérateur et de la pédale de frein, à un couple de valeur 1,0" correspondant à un état dans lequel le conducteur du véhicule commande l'accélération du véhicule en actionnant la pédale d'accélérateur sans freiner. Tant que le conducteur du véhicule maintient cette demande d'accélération, le module électronique 30 de commande n'influe pas sur les paramètres de commande du véhicule, comme l'illustre la flèche de l'organigramme qui boucle sur le test précédent. Lorsque l'u n e des valeurs #34 OU (X36 diffère respectivement de la valeur "P' ou "0", c'est-à-dire lorsque le conducteur du véhicule relâche la pédale d'accélérateur et/ou actionne la pédale de frein du véhicule, le module électronique 30 commande l'embrayage 20 de façon à le débrayer, ce qui se traduit par le fait que l'état E2. représentatif de la position de l'embrayage 20 prend la valeur "0", et commande la machine électrique 18 pour qu'elle fonctionne en générateur, l'état El, prenant alors la une valeur Egén- Cette configuration, en désaccouplant le moteur thermique 32 de la transmission 12, permet d'éviter qu'il ne soit entraîné en pure perte et réduit les pertes mécaniques du groupe motopropulseur, l'énergie cinétique du véhicule n'étant alors plus dissipée dans le moteur thermique 22 en frottements et travaux de compression. Le moteur thermique peut alors, comme on le verra ultérieurement être maintenu à un régime de ralenti pour limiter sa consommation de carburant, ou être encore arrêté. Dans l'alternative restante où le couple de valeurs associées à l'état E22, représentatif du fonctionnement du moteur thermique, et à l'état E2., représentatif de l'état de l'embrayage 20, prend une valeur différente du couple 1,V' c'est à dire lorsque le véhicule ne fonctionne pas en mode hybride, mais par exemple en mode électrique, le module électronique 30 commande l'arrêt du moteur thermique 22 et le débrayage de l'embrayage 20, la machine électrique 18 étant alors en fonctionnement. Cette configuration est particulièrement avantageuse, car elle permet de plus de commander le débrayage du moteur thermique lorsque seule la machine électrique participe à la traction du véhicule, comme c'est le cas en mode de fonctionnement électrique ou en cas de défaillance du moteur thermique. A cette configuration le module électronique 30 associe donc une valeur "0" à l'état E22 commandant l'arrêt du moteur thermique 22, une valeur "0" à l'état E2. de l'embrayage 20 qui est alors débrayé, et une valeur à l'état El, de fonctionnement de la machine électrique 18 qui fonctionne alors en moteur électrique 18, les freins 32 du véhicule étant inactifs, comme exprimé par la valeur "0" que prend "état E32 représentatif de l'état des freins 32 du véhicule. Dans cette configuration, le module électronique 30 compare les valeurs (X 3, et #3. fournies par les capteurs 34 et 36 respectifs de la pédale d'accélérateur et de la pédale de frein au couple de valeurs 1, 0" correspondant à une demande d'accélération sans freinage de la part du conducteur. Si ce couple de valeurs CC 1 4 et #,, diffère de ce couples de valeurs 1,0", le module électronique 30 maintient le moteur thermique 22 à l'arrêt, comme exprimé par la valeur "0" de l'état E22 représentatif du fonctionnement du moteur thermique 22, et maintient l'embrayage 20 débrayé comme exprimé par la valeur "0" de l'état E2. représentatif du débrayage de l'embrayage 20, mais commande le fonctionnement de la machine thermique 18 en générateur comme exprimé par la valeur Igén" de l'état Ela de la machine électrique 18. Dans les étapes suivantes, dès lors que l'embrayage 20 est débrayé, c'est à dire dès lors que l'état E2,, de l'embrayage 20 prend la valeur "0", que le moteur thermique 22 soit en marche, de préférence au ralenti pour limiter sa consommation de carburant, ou encore arrêté, le véhicule fonctionne suivant un mode de ralentissement dit "de récupération" qui est caractérisé par un fonctionnement en générateur de la machine électrique 18, et le module électronique 30 va déterminer un état de sollicitation du véhicule. Ainsi, le module électronique 30 compare simultané ment un état de charge E2. de la batterie d'accumulateurs 28 du véhicule à un état de charge E28,éf de référence de la batterie 28 d'accumulateurs de façon à déterminer si la batterie d'accumulateurs 28 demande à être rechargée ou non. De même, le module électronique 30 compare la vitesse V du véhicule fournie le capteur 38 à une vitesse V,éf de référence pour déterminer si le moteur thermique 22 doit être maintenu en fonctionnement ou non pour maintenir une vitesse minimale du véhicule dans le cas où il devrait assurer une reprise du véhicule. Enfin, le module électronique 30 tient compte d'une demande de relance, c'est à dire une demande d'accélération du conducteur du véhicule, en comparant la valeur U34 fournie par le capteur 34 de position de la pédale d'accélérateur à une valeur #34ref correspondant à une valeur d'accélération minimum. Ainsi, dans le cas où l'état de charge E2,, de la batterie d'accumulateurs 28 est inférieur à l'état de charge E,,, ou dans le cas dans lequel la vitesse V du véhicule est supérieure à la vitesse V,,, de référence, ou dans le cas où la demande d'accélération du conducteur est caractérisée par une valeur U34 de la position de la pédale d'accélérateur supérieure à la valeur (X 34 ré I prédéfinie, le module électronique 30 détermine un état de sollicitation normale dans lequel il commande le maintien du fonctionnement du moteur thermique 22 à un régime de ralenti, selon une valeur de l'état E22 du fonctionnement du moteur thermique 22. La machine électrique 18 fonctionne toujours en générateur, l'état E,, représentatif du fonctionnement de la machine électrique 18 prenant alors la valeur IgénIF représentative du fonctionnement en générateur de la machine 18. Dans le cas contraire, qui correspond à un état de faible sollicitation du véhicule, le module électronique 30 commande l'arrêt du moteur thermique 22, l'état E22 représentatif du fonctionnement du moteur thermique 22 prenant alors une valeur "0" et la machine électrique 18 fonctionnant toujours en générateur, l'état El. représentatif du fonctionnement de la machine électrique 18 prenant alors la valeur " lgén" représentative du fonctionnement en générateur de la machine 18. Dans ce cas, le véhicule fonctionne en mode tout électrique. Lors d'une étape suivante, le module électronique 30 compare la position de la pédale de frein 36, représentée par la valeur (x, à une valeur de freinage de référence, représentée par une valeur #36ref- Si la valeur #31 est supérieure à la valeur #31,ef, ce qui correspond à une demande accentuée de freinage du véhicule, le module électronique 30 commande l'actionnement des freins 32 du véhicule pour assurer un ralentissement global puissant du véhicule qui intervient en complément du ralentissement assuré par la machine électrique 18 fonctionnant en générateur. La figure 2 illustre un mode de réalisation en variante du groupe motopropulseur 10 selon l'invention dans lequel la machine électrique 18 est accouplée à l'arbre secondaire 16 de la transmission constituée par la boîte de vitesses 12, Cette configuration est particulièrement avantageuse car elle permet de ne pas entraîner l'arbre primaire 14 lorsque le véhicule fonctionne en mode tout électrique et donc de limiter l'inertie des éléments en rotation, c'est à dire l'arbre primaire 14, un arbre d'entrée 13 de la transmission 12 et une partie du mécanisme d'embrayage 20. Enfin, dans un mode de réalisation en variante de l'invention (non représenté), le véhicule peut comporter au moins une deuxième machine électrique 18 qui est par exemple accouplée en rotation à un essieu libre (non représenté) du véhicule. Cette deuxième machine électrique peut de fonctionner en générateur lors de la mise en oeuvre du mode de ralentissement de récupération par le module électronique de commande 30 pour recharger la batterie d'accumulateurs 28 conjointement à la machine électrique 18 et fournir ainsi une puissance de ralentissement supérieure au véhicule par l'intermédiaire de l'essieu libre du véhicule. REVENDICATIONS 1. Véhicule automobile à motorisation hybride parallèle, du type qui comporte une transmission (12) qui est accouplée en amont d'une part à une machine électrique (18) et d'autre part à un moteur thermique (22) par l'intermédiaire d'un embrayage (20), et qui est accouplée en aval aux roues d'un essieu (24) moteur du véhicule, la machine électrique (18) étant susceptible d'être alimentée par une batterie (28) d'accumulateurs pour fonctionner en moteur ou étant susc,eptible de fonctionner en générateur pour recharger la batterie (28) d'accumulateurs, et du type qui comporte un module (30) électronique de commande qui, en fonction d'informations transmises par au moins un capteur (34, 36) de la position d'au moins une pédale, notamment une pédale d'accélérateur ou une pédale de frein du véhicule, commande au moins le moteur thermique (22), l'embrayage (20), la machine électrique (18), et des freins (32) du véhicule, caractérisé en ce que le module (30) électronique de commande est susceptible de mettre en oeuvre un mode de ralentissement dans lequel l'embrayage (20) est débrayé et dans lequel la machine électrique (18) fonctionne en générateur pour recharger la batterie (28) d'accumulateurs et en ralentisseur pour fournir une puissance de freinage aux roues de l'essieu moteur (24) du véhicule. 2. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module électronique (30) de commande met en oeuvre le mode de ralentissement de récupération lorsque la pédale d'accélérateur est relâchée, quelle que soit la position de la pédale de frein, ou lorsque la pédale de frein est actionnée, quelle que soit la position de la pédale d'accélérateur. 3. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, au-delà d'une position déterminée de la pédale de frein, le module électronique (30) commande de surcroît l'actionnement des freins (32) mécaniques du véhicule. 4. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module électronique (30) de commande est susceptible de recevoir des informations (V, (X34, E2,) en provenance d'un capteur (38) de vitesse du véhicule, du capteur (34) de la position de la pédale d'accélérateur, et de moyens de mesure de l'état de charge (E2.) de la batterie (28) d'accumulateurs, pour déterminer un premier état de faible sollicitation du véhicule dans lequel le véhicule roule à vitesse faible, dans lequel au plus une faible accélération est demandée, et dans lequel la batterie peut être chargée, ou bien à défaut un deuxième état de sollicitation normale. 5. Véhicule selon la revendication 4 prise en combinaison avec la revendication 3, caractérisé en ce que dans l'état de faible sollicitation, le module électronique (30) commande l'arrêt du moteur thermique (22) lors de la mise en #uvre du mode de ralentissement. 6. Véhicule selon la revendication précédente, caractérisé en ce que dans l'état de sollicitation normale, le module électronique (30) commande, lors de la mise en oeuvre du mode de ralentissement, le moteur thermique (22) pour qu'il fonctionne à un régime de ralenti. 7. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la transmission (12) comporte une boîte de vitesses en amont de laquelle est accouplée la machine électrique (18). 8. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la transmission (12) comporte une boîte de vitesses en aval de laquelle est accouplée la machine électrique (18). 9. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un essieu libre dont les roues sont accouplées à une machine électrique supplémentaire qui est reliée à la batterie (28) d'accumulateurs et qui, lors de la mise en ceuvre du mode de ralentissement par le module (30) électronique de commande fonctionne en générateur pour recharger la batterie (28) d'accumulateurs et fournir une puissance de ralentissement aux roues de l'essieu libre du véhicule.