Brevet FR2862575A1 — publié le 20050527

Procédé et dispositif de commande d'un groupe moto propulseur hybride de véhicule automobile La présente invention concerne un procédé et un dispositif de commande d'un groupe moto propulseur hybride de véhicule automobile. L'invention s'applique aux véhicules hybrides comprenant par exemple un moteur de traction électrique alimenté par une batterie d'alimentation embarquée à bord du véhicule et un moteur de traction à combustion interne, c'est-à-dire aux véhicules utilisant plusieurs sources d'énergie, en particulier un carburant et une énergie électrique stockée dans la batterie. Un des soucis majeurs des fabricants de véhicules automobiles est de mettre au point des véhicules dont la consommation énergétique et les émissions polluantes sont les plus faibles possibles. Les véhicules hybrides, qui offrent plusieurs modes de fonctionnement, sont capables d'utiliser les moteurs de traction en fonction des conditions de roulage du véhicule, afin de limiter la consommation énergétique et les émissions polluantes. Ainsi, par exemple, ces véhicules sont capables de fonctionner soit selon un mode de fonctionnement électrique, dans lequel l'énergie motrice est fournie par un moteur électrique, soit selon un mode hybride, dans lequel l'énergie motrice est fournie par le moteur électrique et par un moteur thermique, qui fonctionnent alors conjointement, dans des proportions réglables. Un système de commande est prévu pour déterminer le mode de fonctionnement devant être utilisé et pour commander les moteurs. Le brevet JP-11245657 décrit un procédé consistant à détecter la température du fluide caloporteur du circuit de régulation de température du moteur thermique, et à mettre en route le moteur thermique si celle-ci est inférieure à une température donnée. Cela permet de maintenir le moteur 2862575 2 thermique à une température de fonctionnement à chaud, de limiter la consommation et d'assurer une prestation de chauffage lorsque le conducteur en a besoin. Cette stratégie a uniquement pour but de maintenir le fonctionnement à chaud du moteur thermique. La température du fluide caloporteur ne permet pas d'estimer de manière suffisamment précise la température de l'habitacle, et ne permet donc pas d'anticiper éventuellement la demande en chauffage ou climatisation de l'habitacle de la part du conducteur. Le brevet JP-2001113940 décrit un contrôleur lié à un dispositif de climatisation qui, en fonction de la température en sortie de l'évaporateur du dispositif de climatisation, fait ou non redémarrer le moteur thermique pour assurer la climatisation de l'habitacle. La température en sortie de l'évaporateur ne permet pas d'estimer correctement la température de l'habitacle, et cette 1 stratégie n'est adaptée qu'au cas ou la climatisation est en fonctionnement. Le moteur thermique d'un véhicule hybride est généralement démarré dès la mise en route du véhicule, pour amener le moteur thermique à une température suffisante pour réduire sa surconsommation à froid, ainsi que pour amorcer le catalyseur du dispositif catalytique traversé par les gaz d'échappement, et assurer le chauffage de l'habitacle. Or dans de nombreux cas, le conducteur n'utilise pas de chauffage, voire même de climatisation. Ainsi, au vu de ce qui précède, le but de l'invention est d'anticiper une demande de chauffage de l'habitacle par le conducteur. Dans le cas d'un véhicule équipé d'un dispositif de climatisation de l'habitacle, le but est d'anticiper également une demande de chauffage de l'habitacle, et en outre une demande climatisation de l'habitacle. Aussi, selon l'invention, il est proposé un procédé de commande d'un groupe moto propulseur hybride de véhicule automobile comprenant un moteur thermique, un moteur 2862575 3 électrique, un dispositif de chauffage de l'habitacle, et une unité de commande électronique. On effectue une première comparaison d'une valeur de la température extérieure mesurée par un capteur de température et d'une première valeur prédéterminée, et on commande le groupe moto propulseur hybride en fonction du résultat de ladite première comparaison. On peut alors anticiper une demande de chauffage de l'habitacle par le conducteur. Dans un mode de mise en oeuvre préféré, lorsque ladite valeur de mesure de la température extérieure est inférieure ou égale à ladite première valeur prédéterminée, on commande le fonctionnement simultané du moteur thermique et du moteur électrique. Le fonctionnement du moteur thermique permet de chauffer un fluide caloporteur qui chauffe l'habitacle du véhicule au moyen d'un échangeur de chaleur du dispositif de chauffage de l'habitacle. Dans un mode de mise en oeuvre avantageux, lorsque ladite valeur de mesure de la température extérieure est supérieure à la première valeur prédéterminée, on commande le fonctionnement du moteur électrique et l'arrêt du moteur thermique, l'habitacle ne nécessitant pas d'être chauffé. Dans un mode de mise en oeuvre préféré, le véhicule comprenant en outre un dispositif de climatisation de l'habitacle, on estime en outre la valeur de la température de l'habitacle à partir du rayonnement solaire mesuré par un capteur d'ensoleillement, et on commande le groupe moto propulseur hybride en fonction du résultat de ladite première comparaison et d'une deuxième comparaison de la valeur estimée de la température de l'habitacle et d'une seconde valeur prédéterminée. Dans un mode de mise en oeuvre avantageux, lorsque ladite valeur de mesure de la température extérieure est supérieure à la première valeur prédéterminée et ladite valeur estimée de la température de l'habitacle est inférieure à la seconde valeur prédéterminée, on commande le fonctionnement du moteur 2862575 4 électrique et l'arrêt du moteur thermique, l'habitacle ne nécessitant ni d'être chauffé ni d'être climatisé. Dans un mode de mise en oeuvre préféré, lorsque ladite valeur de mesure de la température extérieure est inférieure ou égale à la première valeur prédéterminée ou lorsque ladite valeur estimée de la température de l'habitacle est supérieure ou égale à la seconde valeur prédéterminée, on commande le fonctionnement simultané du moteur thermique et du moteur électrique. Le fonctionnement du moteur thermique permet de chauffer un fluide caloporteur qui chauffe l'habitacle du véhicule au moyen d'un échangeur de chaleur du dispositif de chauffage de l'habitacle, ou de faire fonctionner un compresseur du dispositif de climatisation qui climatise l'habitacle. Selon l'invention, il est également proposé un dispositif de commande d'un groupe moto propulseur hybride d'un véhicule automobile comprenant un moteur thermique, un moteur électrique, un dispositif de chauffage de l'habitacle, et une unité de commande électronique. Le dispositif comprend également un capteur de température extérieure apte à transmettre une valeur de mesure de la température extérieure à l'unité de commande électronique qui comprend des moyens de traitement aptes à effectuer une première comparaison de ladite valeur de mesure de la température extérieure et d'une première valeur prédéterminée. Les moyens de traitement sont en outre aptes à commander le groupe moto propulseur hybride en fonction du résultat de ladite première comparaison. Dans un mode de réalisation préféré, le véhicule comprenant un dispositif de climatisation de l'habitacle, le dispositif comprend en outre un capteur d'ensoleillement apte à transmettre une valeur de mesure du rayonnement solaire à l'unité de commande électronique. Les moyens de traitement sont en outre aptes à estimer la valeur de la température de l'habitacle à partir du rayonnement solaire mesuré, et à commander le groupe moto propulseur hybride en fonction du résultat de ladite première 2862575 5 comparaison, et d'une deuxième comparaison de la valeur estimée de la température de l'habitacle et d'une seconde valeur prédéterminée. Par exemple, le groupe moto propulseur hybride comprend 5 un moteur électrique intégré (ISG) à la boîte de vitesse du véhicule. Le groupe moto propulseur hybride peut aussi comprendre un moteur électrique séparé (SSG) de la boîte de vitesse du véhicule. L'invention s'applique à tout type de groupe moto propulseur hybride. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 illustre un premier mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention; - la figure 2 illustre une mise en oeuvre du procédé selon l'invention, en référence au dispositif de la figure 1; - la figure 3 illustre un premier mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention; - la figure 4 illustre une mise en oeuvre du procédé selon l'invention, en référence au dispositif de la figure 3; - la figure 5 représente un premier exemple d'éléments d'un groupe moto propulseur auquel s'applique l'invention - la figure 6 représente un deuxième exemple d'éléments d'un groupe moto propulseur auquel s'applique l'invention - la figure 7 représente un troisième exemple d'éléments d'un groupe moto propulseur auquel s'applique l'invention - la figure 8 représente un quatrième exemple d'éléments d'un groupe moto propulseur auquel s'applique l'invention 2862575 6 Sur la figure 1, un capteur de température 1 mesurant la température extérieure est connecté à un module de traitement 2 de l'unité de commande électronique ou UCE 3 par une connexion 4. Le capteur de température 1 fournit des valeurs de mesures de la température extérieure Text à l'unité de commande électronique 3. Le dispositif est embarqué sur un véhicule muni d'un dispositif de chauffage de l'habitacle. Le module de traitement 2 est relié par une connexion 5 à un moteur thermique 6, et par une connexion 7 à un moteur électrique 8. Le moteur thermique 6 et le moteur électrique 8 font partie d'un groupe moto propulseur ou GMP 9. Le module de traitement 2 de l'unité de commande électronique 3 peut alors commander le mode de fonctionnement du moteur thermique 6 et du moteur électrique 8. On entend par mode de fonctionnement d'un moteur la mise à l'arrêt ou le maintien à l'arrêt, ou la mise en marche ou le maintien en marche du moteur. La figure 2 illustre le fonctionnement d'un mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention au moyen du dispositif représenté sur la figure 1. Lors d'une étape de test 10, le module de traitement 2 compare la valeur d'une mesure de la température extérieure Text, effectuée par le capteur de température 1, à une première valeur prédéterminée Ti. On estime qu'audessus de cette première valeur prédéterminée Tl de température, la température extérieure est suffisamment élevée pour que le conducteur ne veuille pas mettre de chauffage, notamment lors du démarrage du véhicule. Si la valeur de la mesure de la température extérieure Text est supérieure à la première valeur prédéterminée Tl, en d'autres termes si la valeur de la mesure de la température extérieure Text n'est pas inférieure ou égale à la première valeur prédéterminée, alors le procédé se poursuit avec une étape 11. Durant l'étape 11, le module de traitement 2 commande le fonctionnement du moteur électrique 8 et l'arrêt ou le maintient à l'arrêt du moteur thermique 6. En effet, la valeur de la mesure de 2862575 7 la température extérieure Text étant suffisamment élevée, puisque supérieure à la première valeur prédéterminée Tl, on estime que le conducteur n'a pas l'intention de demander à chauffer l'habitacle. Il n'est donc pas nécessaire de mettre en marche, ou de maintenir en marche, le moteur thermique 6 afin que le fluide caloporteur du circuit de régulation de température du moteur thermique 6 ait une température suffisante pour réchauffer l'habitacle au moyen d'un échangeur de chaleur du dispositif de chauffage de l'habitacle. En revanche, si à l'étape 10, la valeur de la mesure de la température extérieure Text est inférieure ou égale à la première valeur prédéterminée Tl, le procédé se poursuit avec une étape 12. Lors de l'étape 12, le module de traitement 2 commande le fonctionnement simultané du moteur électrique 8 et du moteur thermique 6. En effet, la valeur de la mesure de la température extérieure Text n'étant pas suffisamment élevée, puisque inférieure ou égale à la première valeur prédéterminée Ti, on estime que le conducteur a l'intention de demander à chauffer l'habitacle. Il est donc nécessaire de mettre en marche, ou de maintenir en marche, le moteur thermique 6 afin que le fluide caloporteur du circuit de régulation de température du moteur thermique 6 ait une température suffisante pour réchauffer l'habitacle au moyen d'un échangeur de chaleur du dispositif de chauffage de l'habitacle. Sur la figure 3, on a représenté un dispositif similaire à celui décrit par la figure 1, auquel est ajouté un capteur d'ensoleillement 13 apte à fournir au module de traitement 2 de l'unité de commande électronique 3 une valeur de mesure du rayonnement solaire, par une connexion 14. Ce dispositif est embarqué sur un véhicule équipé d'un dispositif de chauffage de l'habitacle, et en outre d'un dispositif de climatisation de l'habitacle. Le module de traitement 2 commande le mode de fonctionnement du moteur thermique 6 et du moteur électrique 8. 2862575 8 La figure 4 illustre le fonctionnement d'un mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention au moyen du dispositif représenté sur la figure 3. Lors d'une étape de test 15, le module de traitement 2 compare la valeur d'une mesure de la température extérieure Text, effectuée par le capteur de température 1, à une première valeur prédéterminée Tl, et compare la valeur d'une estimation de la température de l'habitacle Thab avec une seconde valeur prédéterminée T2. Le module de traitement 2 est alors en outre apte à évaluer une température de l'habitacle Thab, à partir d'une valeur de mesure de la température extérieure Text et d'une valeur de mesure du rayonnement solaire. Il existe de nombreux algorithmes, bien connus de l'homme du métier, pour effectuer ce calcul de la température de l'habitacle Thab, qu'on ne détaillera pas par la suite. On estime qu'au-dessus de la première valeur prédéterminée Ti de température, la température extérieure est suffisamment élevée pour que le conducteur ne veuille pas mettre de chauffage, notamment lors du démarrage du véhicule. De plus, on estime que si la température de l'habitacle Thab est inférieure à la seconde valeur prédéterminée T2, le conducteur ne veut pas mettre de climatisation. Si la valeur de la mesure de la température extérieure Text est supérieure à la première valeur prédéterminée Tl, et si la température estimée de l'habitacle Thab est inférieure à la deuxième valeur prédéterminée T2, alors le procédé se poursuit avec une étape 16. Lors de l'étape 16, le module de traitement 2 commande le fonctionnement du moteur électrique 8 et l'arrêt, ou le maintient à l'arrêt, du moteur thermique 6. En effet, la valeur de la mesure de la température extérieure Text étant suffisamment élevée, puisque supérieure à la première valeur prédéterminée Tl, on estime que le conducteur n'a pas l'intention de demander à chauffer l'habitacle. En outre la valeur estimée de la température de l'habitacle Thab étant suffisamment basse, puisque inférieure à la deuxième valeur prédéterminée T2, on estime que le conducteur n'a pas l'intention de demander à climatiser l'habitacle. Donc, 2862575 9 dans cette étape 16, il n'est pas nécessaire de mettre en marche, ou de maintenir en marche, le moteur thermique 6, afin que le fluide caloporteur du circuit de régulation de température du moteur thermique 6 ait une température suffisante pour réchauffer l'habitacle au moyen d'un échangeur de chaleur du dispositif de chauffage de l'habitacle, ou afin que le dispositif de climatisation ait assez d'énergie pour fonctionner, notamment sa pompe. En revanche, si à l'étape 15, la valeur de la mesure de la température extérieure Text est inférieure ou égale à la première valeur prédéterminée Ti, ou si la température estimée de l'habitacle Thab est supérieure ou égale à la deuxième valeur prédéterminée T2, alors le procédé se poursuit avec une étape 17. Lors de l'étape 17, le module de traitement 2 commande le fonctionnement simultané du moteur électrique 8 et du moteur thermique 6. En effet, soit la valeur de la mesure de la température extérieure Text n'est pas suffisamment élevée, car inférieure ou égale à la première valeur prédéterminée Tl, soit la valeur estimée de la température de l'habitacle Thab est suffisamment trop élevée, car supérieure ou égale à la deuxi ème valeur prédéterminée T2. On estime alors que le conducteur a soit l'intention de demander à chauffer l'habitacle soit l'intention de demander à climatiser l'habitacle. Il est donc nécessaire de mettre en marche, ou de maintenir en marche, le moteur thermique 6 soit afin que le fluide caloporteur du circuit de régulation de température du moteur thermique 6 ait une température suffisante pour réchauffer l'habitacle au moyen d'un échangeur de chaleur du dispositif de chauffage de l'habitacle, ou soit afin que la production d'énergie nécessaire au fonctionnement du dispositif de climatisation soit produite. Les figures 5 et 6 décrivent deux exemples d'architectures possibles d'éléments du groupe de motorisation hybride 9, dans lesquels le moteur électrique 8 est intégré à la boîte de vitesse 18 du véhicule. 2862575 10 La figure 5 représente un alterno démarreur intégré à un embrayage 19, dans lequel un arbre 19a lié à la boîte de vitesse a le même axe que l'arbre 19b lié au moteur thermique 6. La figure 6 représente un alterno démarreur intégré similaire à celui réprésenté sur la figure 5, mais comprenant deux embrayages 19, 20. Les figures 7 et 8 décrivent deux exemples d'architectures possibles d'éléments du groupe de motorisation hybride 9, dans lesquels le moteur électrique 8 est séparé de la boîte de vitesse 18 du véhicule. La figure 7 représente un alterno démarreur séparé à un embrayage 21, qui comprend une courroie 23 entraînant deux poulies 24a et 24b en rotation. La poulie 24a est liée à un arbre 25 lié au moteur électrique 8. L'arbre 25 a un axe parallèle aux axes 19a et 19b. La figure 8 représente un alterno démarreur séparé similaire à celui réprésenté sur la figure 7, mais comprenant deux embrayages 21, 22. L'invention permet donc d'anticiper des demandes, de chauffage et/ou de climatisation de l'habitacle du véhicule, par le conducteur, notamment lors du démarrage du véhicule, et de commander le mode de fonctionnement du groupe de motorisation hybride du véhicule, afin de minimiser la consommation en carburant et les émissions polluantes du véhicule. 11 REVENDICATIONS 1. Procédé de commande d'un groupe moto propulseur hybride de véhicule automobile comprenant un moteur thermique (6), un moteur électrique (8), un dispositif de chauffage de l'habitacle, et une unité de commande électronique (3), caractérisé par le fait que l'on effectue une première comparaison d'une valeur de la température extérieure mesurée par un capteur de température (1) et d'une première valeur prédéterminée, et on commande le groupe moto propulseur hybride (9) en fonction du résultat de ladite première comparaison. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, lorsque ladite valeur de mesure de la température extérieure est inférieure ou égale à ladite première valeur prédéterminée, on commande le fonctionnement simultané du moteur thermique (6) et du moteur électrique (8), le fonctionnement du moteur thermique (6) permettant de chauffer un fluide caloporteur qui chauffe l'habitacle du véhicule au moyen d'un échangeur de chaleur du dispositif de chauffage de l'habitacle. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que, lorsque ladite valeur de mesure de la température extérieure est supérieure à la première valeur prédéterminée, on commande le fonctionnement du moteur électrique (8) et l'arrêt du moteur thermique (6) , l'habitacle ne nécessitant pas d'être chauffé. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, le véhicule comprenant en outre un dispositif de climatisation de l'habitacle, on estime en outre la valeur de la température de l'habitacle à partir du rayonnement solaire mesuré par un capteur d'ensoleillement (13), et on commande le groupe moto propulseur hybride (9) en fonction du résultat de ladite première comparaison et d'une deuxième comparaison de la valeur 2862575 12 estimée de la température de l'habitacle et d'une seconde valeur prédéterminée. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que, lorsque ladite valeur de mesure de la température extérieure est supérieure à la première valeur prédéterminée et ladite valeur estimée de la température de l'habitacle est inférieure à la seconde valeur prédéterminée, on commande le fonctionnement du moteur électrique (8) et l'arrêt du moteur thermique (6), l'habitacle ne nécessitant ni d'être chauffé ni d'être climatisé. 6. Procédé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé par le fait que, lorsque ladite valeur de mesure de la température extérieure est inférieure ou égale à la première valeur prédéterminée ou lorsque ladite valeur estimée de la température de l'habitacle est supérieure ou égale à la seconde valeur prédéterminée, on commande le fonctionnement simultané du 1 moteur thermique (6) et du moteur électrique (8), le fonctionnement du moteur thermique (6) permettant de chauffer un fluide caloporteur qui chauffe l'habitacle du véhicule au moyen d'un échangeur de chaleur du dispositif de chauffage de l'habitacle, ou de faire fonctionner un compresseur du dispositif de climatisation qui climatise l'habitacle. 7. Dispositif de commande d'un groupe moto propulseur hybride d'un véhicule automobile comprenant un moteur thermique (6), un moteur électrique (8), un dispositif de chauffage de l'habitacle, et une unité de commande électronique (3), caractérisé par le fait qu'il comprend un capteur de température extérieure (1) apte à transmettre une valeur de mesure de la température extérieure à l'unité de commande électronique (3) qui comprend des moyens de traitement (2) aptes à effectuer une première comparaison de ladite valeur de mesure de la température extérieure et d'une première valeur prédéterminée, et à commander le groupe moto propulseur hybride (9) en fonction du résultat de ladite première comparaison. 2862575 13 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que, le véhicule comprenant un dispositif de climatisation de l'habitacle, le dispositif comprend en outre un capteur d'ensoleillement (13) apte à transmettre une valeur de mesure du rayonnement solaire à l'unité de commande électronique (3), et en ce que lesdits moyens de traitement (2) sont en outre aptes à estimer la valeur de la température de l'habitacle à partir du rayonnement solaire mesuré, et à commander le groupe moto propulseur hybride (9) en fonction du résultat de ladite première comparaison, et d'une deuxième comparaison de la valeur estimée de la température de l'habitacle et d'une seconde valeur prédéterminée. 9. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que ledit groupe moto propulseur hybride (9) comprend un moteur électrique (8) intégré à la boîte de vitesse du véhicule. 10. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que ledit groupe moto propulseur hybride (9) comprend un moteur électrique (8) séparé de la boîte de vitesse du véhicule.