Brevet FR2799159A1 — publié le 20010406

La présente invention concerne un système de commande couple d'une motorisation hybride parallèle pour véhicule automobile. Elle rapporte, plus particulièrement, à un système commande en couple des moteurs thermique et électrique constituant motorisation hybride parallèle et en particulier d'un alterno-démarreur. Quelques définitions sont rappelées ci-après. Les hybrides parallèles sont des groupes motopropulseurs dans lesquels un moteur thermique une machine électrique alimentée une batterie d'accumulateurs et une transmission mécanique sont couplés par l'intermédiaire un dispositif permettant de les lier en rotation les uns aux autres. La machine électrique étant susceptible de fonctionner indifféremment en moteur ou en générateur de courant. Ce type motorisation présente l'avantage de pouvoir utiliser les deux types de propulsion thermique et électrique alternativement ou simultanément Le passage d'une configuration de fonctionnement à une autre est assuré par des moyens de commande qui assurent toutes les fonctions commande de gestion de puissance. L'alterno-démarreur est un hybride parallele particulier, qui comprend un moteur électrique géré électroniquement, intercalé entre le moteur et la boîte de vitesses remplaçant le démarreur l'alternateur et le volant moteur traditionnel. Ce type d'hybride comporte en outre deux batteries une batterie de servitude dédiée à l'alimentation du réseau de bord notamment en phase de roulage et une batterie de puissance dédiée principalement à fourniture d'énergie pour la machine électrique I1 s'avère que dans tel type de groupe motopropulseur, de nombreux paramètres peuvent influencer sur la demande couple des moteurs électrique et thermique. Ces différents paramètres sont évolutifs avec les avances technologiques ou les contraintes réglementaires de sorte qu'il est nécessaire de revoir complètement le système commande en couple lorsque celles-ci arrivent L'invention a pour de remédier à cet inconvénient en proposant avantageusement un système de commande en couple généralisé qui présente une architecture à la fois modulaire et évolutive. A cet effet l'invention a pour objet un système de commande en couple d'une motorisation hybride parallèle pour véhicule automobile, la motorisation hybride est pourvue d'une machine électrique et d'une machine thermique, tous les deux liés en rotation à une chaîne de traction mécanique qui permet aux deux machines de fournir sélectivement une puissance motrice aux roues du véhicule, caracterisé en ce qu'il est constitué, principalement d'une pluralité de blocs de gestion d'allocation ou de demande de couple pour un organe ou une fonction identifiée, ces couples calculés en permanence sont activables par un bloc de détermination de la situation de vie du véhicule, un bloc de détermination de couple reçoit en entrée les informations des différents blocs de gestion et d'un bloc de détermination de la situation de vie du système alterno-démarreur, afin de commander respectivement le couple de la machine électrique et le couple de la machine thermique donnant priorité aux demandes des blocs de gestion optimisant ainsi le compromis performance et économie d'énergie. Selon d'autres caractéristiques l'invention . - la pluralité de blocs de gestion constituée principalement d'un bloc de gestion de couple lié au démarrage et à l'arrêt de machine thermique, d'un bloc de gestion l'autonomie de l'énergie électrique et d'un bloc de gestion des prestations dynamiques ; - système comporte une fonction d'interface dont l'objectif est communiquer aux autres organes du véhicule l'état de l'ensemble constitué par l'alterno- démarreur et son superviseur (nommé ultérieurement système alterno-démarreur), - le système comporte également un bloc de gestion de couple lié à l'assistance aux prestations dynamiques en ajout de couple (compensation des transitoires du moteur thermique par le moteur électrique anticalage) ou en retrait de couple (freinage récuperatif) ; - système inclut également un bloc refroidissement recevant en entrée les informations de températures des organes véhicule (moteur, machine électrique,...) Les caractéristiques de l'invention mentionnees ci-dessus, ainsi que d'autres apparaitront plus clairement à la lecture de description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel la figure unique représente un schéma synoptique illustrant un exemple de réalisation d'un système de commande en couple d'un alterno-démarreur selon la présente invention. On peut reconnaître sur cette figure unique, une machine électrique 1 et une machine thermique , toutes les deux liées en rotation à une chaîne de traction mécanique 3 permet aux deux machines de fournir sélectivement une puissance motrice aux roues 4 du véhicule. Chacune des deux machines électrique 1 et thermique 2 sont liées respectivement à un système commande en couple 5, selon la présente invention, afin de réguler couple de chacune elles en fonction des situations de vie du véhicule automobile. Avantageusement, le système de commande en couple des machines électrique 1 et thermique 2, selon l'invention, est constitué, principalement, d'un bloc de gestion de couple lié au démarrage et à l'arrêt du moteur ou machine thermique 2, d'un bloc de gestion de l'autonomie de l'énergie électrique 7 d'un bloc de détermination de la situation vie du véhicule d'un bloc de détermination de la situation de vie de l'ensemble formé par l'organe alterno-démarreur et de son contrôle central ou superviseur 9, et d'un bloc de détermination de couple 10 recevant en entrée les informations des différents autres blocs afin de commander respectivement le couple Ce de la machine électrique 1 et le couple Ct de la machine thermique 2. Par ailleurs, le système 5 peut comporter, également, une interface homme/machine 11 qui est reliée au superviseur central du véhicule, non représenté, afin d'avertir le conducteur et les autres organes du véhicule sur l'état du système alterno-démarreur, et de permettre au conducteur de choisir le mode de fonctionnement du système alterno-démarreur, un bloc de gestion couple 12 lié à l'assistance aux prestations dynamiques, et un bloc de gestion du refroidissement 13 recevant en entrée les informations de températures T de la machine électrique et d'eau du moteur thermique. On va décrire successivement la fonction de chacun des blocs constituant le systeme de commande en couple selon l'invention. Le bloc de gestion 6 de couple au démarrage et à l'arrêt du moteur analyse les informations d'état du contrôle moteur thermique pour élaborer l'état du groupe motopropulseur une part, les conditions finales une autorisation d'effectuer un arrêt ou de demander un démarrage d'autre part, à partir des informations transmises notamment par le bloc de détermination de la situation de vie du véhicule Ce bloc coordonne le calcul des consignes de couple à réaliser par la machine électrique et commandes au contrôle du moteur thermique 2 pour réaliser un démarrage ou un arrêt moteur. bloc détermine également les conditions thermiques, à savoir démarrage à froid, pour le moteur qui contribue au calcul du couple à appliquer en démarrage, et à l'évaluation de la puissance électrique disponible qui est calculée par le bloc de gestion de l'autonomie de l'énergie électrique 7. Ce bloc de gestion 7 de l'énergie est destinée à transmettre principalement au bloc de détermination du couple 10 pilotant machine électrique 1 et la machine thermique 2, cinq informations respectivement d'estimation du couple de génération souhaitable pour optimiser l'énergie électrique du véhicule, couple maximum réalisable en traction, d'estimation du couple maximum admissible en genération, d'autorisation d'effectuer un arret ou de demander un démarrage du moteur thermique, et de type de charge, en fonction d'informations issues en majeure partie des batteries de servitude alimentant principalement le réseau basse tension et accessoirement comme complément d'énergie la batterie de puissance alimentant la machine electrique. Le bloc de détermination de la situation de vie du véhicule 8 synthétise les informations issues des capteurs véhicules une part (capteur de présence du conducteur, capteur de point mort... ) et du dialogue avec d'autres organes 'autre part, y compris les volontés du conducteur en synthétisant notamment position de la pedale d'embrayage, d'accélérateur, de vitesse véhicule, et du rapport engagé afin de déterminer l'autorisation d'une coupure éventuelle du moteur thermique à destination de la fonction de gestion des modes de fonctionnement du groupe motopropulseur 6, ou l'identification d'un cas d'activation de compensation des transitoires moteur thermique à destination de la fonction de gestion couple d'assistance aux prestations dynamiques comme l'aide en man#uvre. Toutes ces informations, consignes couple, en génération ou en moteur, issues des blocs de gestion d'allocation ou de demande de couple 6, et 12 pour un organe ou une fonction identifiée définis ci-dessus et états ou alertes ces mêmes fonctions sont transmises au bloc de détermination du couple 10. D'autre part, le bloc de détermination de situation de vie du système alterno-démarreur 9 transmet au bloc détermination du couple 10, les informations concernant sa situation de vie lui permettant d'élaborer la consigne finale de couple répartie entre le moteur thermique d'une part et machine électrique d'autre part, allouant, selon cas de vie, la priorité aux fonctions gestion du groupe motopropulseur 6, à 'autonomie électrique 7, ou aux prestations dynamiques 12. Une interface homme/machine peut avantageusement être intégrée au système selon 'invention afin d'informer en permanence le conducteur et les autres organes du véhicule sur situations de vie du système alterno- démarreur et d'acquérir les choix fonctionnement du conducteur. De même, un bloc de gestion de couple 12 lie à l'assistance aux prestations dynamiques, peut etre intégré au système afin de calculer consignes de couples de compensation des transitoires du moteur thermique, de freinage récupératif et d'anticalage, en utilisant notamment les informations du bloc détermination de la situation de vie du véhicule ainsi que le couple et le régime réalisé le moteur thermique. Avantageusement, un bloc de refroidissement 13 assure la mise en route d'un ventilateur en fonction des critères de température du moteur thermique et des batteries servitude et de puissance. On conçoit alors qu'un système soit évolutif car une fonction de demande de couple (de traction ou de génération) peut facilement être ajoutée. De même, n'importe quel bloc peut être modifié indépendamment autres en cas de changement de la machine électrique, du moteur thermique et éventuellement des conditions véhicule d'arrêt ou de demande de démarrage. De plus, l'organisation système décrit ci- dessus permet de s'adapter quel que soit le nombre de batteries de puissance. I1 va de soi bien entendu que différents modes de réalisation d'un système peuvent être envisagés. REVENDICATIONS 1. Systeme de commande en couple d'une motorisation hybride parallèle pour véhicule automobile, la motorisation hybride est pourvue d'une machine électrique (1) et d'une machine thermique 2), tous les deux liés en rotation à une chaîne de traction mécanique (3) qui permet aux deux machines de fournir sélectivement une puissance motrice aux roues (4) du véhicule, caractérisé en ce qu'il est constitué, principalement, d'une pluralité de blocs de gestion d'allocation ou de demande de couple pour un organe ou une fonction identifiée, ces couples calculés en permanence sont activables par un bloc de détermination de la situation de vie du véhicule (8), un bloc de détermination de couple (10) reçoit en entrée les informations des différents blocs de gestion (6, 7, 12) et d'un bloc de détermination de la situation de vie du système alterno-démarreur (9), afin de commander respectivement le couple (Ce) de la machine électrique (1) et le couple (Ct) de la machine thermique (2) donnant priorité aux demandes des blocs de gestion (6, 7, 12) optimisant ainsi le compromis performance et économie d'énergie. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pluralité de blocs de gestion est constituée principalement d'un bloc de gestion (6) de couple lié au démarrage et à l'arrêt de la machine thermique (2), d'un bloc de gestion de l'autonomie de l'énergie électrique (7) et d'un bloc de gestion des prestations dynamiques (12). 3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une interface homme/machine (11) qui est relié à un superviseur central de gestion générale du véhicule, un bloc de gestion de couple ( lié à l'assistance aux prestations dynamiques . Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qui comporte un bloc de refroidissement (13) recevant en entrée les informations de temperatures (T) du groupe motopropulseur (1 et 2). . Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, la machine électrique est constituee d'un alternateur et d'un démarreur pour obtenir un système qui permette de démarrer et d'arreter la voiture en fonction des conditions d'environnements et sécuritaires.