Brevet FR2875446A1 — publié le 20060324

La présente invention concerne un système de contrôle du fonctionnement de moyens de motorisation hybride d'un véhicule automobile. De tels moyens de motorisation hybride comporte généralement au moins un moteur thermique associé à des moyens de commande de son démar- rage, des moyens formant moto-générateur électrique associés à des moyens de stockage d'énergie électrique et une boite de vitesse mécanique pilotée. On a déjà développé dans l'état de la technique différentes structures de moyens de motorisation hybride de ce type. Ainsi par exemple, on connaît dans l'état de la technique, des architec10 tures dites à un arbre ou à deux arbres. Dans une architecture à un arbre, le moto-générateur et le moteur thermique sont accouplés au même arbre et un embrayage piloté est associé au moteur thermique. Dans une architecture à deux arbres, le moteur thermique et le motogénérateur sont couplés en parallèle et le moteur thermique est également associé à un embrayage piloté. Mais ces moyens de motorisation présentent un certain nombre d'inconvénients, notamment au niveau des à-coups de couple sur les roues motrices du véhicule lors d'un changement d'état de ceux-ci, ce changement d'état pouvant résulter d'un passage de rapport de la boite de vitesse ou d'un'démarrage du moteur thermique. On sait en effet, que le démarrage du moteur thermique réalisé par exemple à travers l'embrayage piloté, par le moteur électrique, entraîne des variations de couple aux roues motrices plus ou moins désagréables pour les utili- sateurs du véhicule. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. A cet effet, l'invention a pour objet un système de contrôle du fonctionnement de moyens de motorisation hybride d'un véhicule automobile, comportant au moins un moteur thermique associé à des moyens de commande de son dé- marrage, des moyens formant moto-générateur électrique associée à des moyens de stockage d'énergie électrique et une boite de vitesse mécanique pilotée, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de synchronisation du démarrage du moteur thermique et d'un changement de rapport de la boite de vitesse, pour éviter les à-coups de couple sur les roues motrices du véhicule. Suivant d'autres caractéristiques: - la boite de vitesse présente un mode de fonctionnement automatique géré par une unité de contrôle des changements de rapport de celle-ci, et les moyens de synchronisation comprennent des moyens de pilotage de l'unité de contrôle de la boite et/ou des moyens de commande du démarrage du moteur pour déclencher un changement de rapport de la boite synchronisé avec le démarrage du moteur thermique; - les moyens de synchronisation comprennent des moyens de détection d'une requête de démarrage du moteur et sont adaptés pour modifier tempo- rairement les paramètres de déclenchement d'un changement de rapport de l'unité de contrôle de la boite, afin de déclencher le changement de rapport lors du démarrage du moteur; - les paramètres modifiés sont les lois de passage des rapports; - les moyens de synchronisation comprennent des moyens de détec- tion d'une requête de changement de rapport de la boite et sont adaptés pour modifier temporairement au moins un paramètre de contrôle des moyens de démarrage du moteur, afin de démarrer le moteur lors du changement de rapport; - la boite de vitesse présente un mode de fonctionnement manuel géré par le conducteur du véhicule, et les moyens de synchronisation comprennent des moyens de détection d'une commande manuelle de passage de rapport de la boite pour déclencher le démarrage du moteur, synchronisé avec le passage du rapport; - les moyens de synchronisation sont adaptés pour modifier temporairement au moins un paramètre de contrôle des moyens de commande du démar-25 rage du moteur; - le paramètre modifié est une valeur de seuil limite de couple sur les roues motrices du véhicule, de commande du démarrage du moteur; - la valeur de seuil est réduite de 100 Nm; - les moyens de commande du démarrage du moteur comprennent un 30 embrayage piloté. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la Fig.1 représente un schéma synoptique illustrant un exemple de réalisation des moyens de motorisation hybride d'un véhicule automobile à un arbre; - la Fig.2 illustre des courbes de démarrage et d'extinction d'un moteur thermique entrant dans la constitution de tels moyens de motorisation; - les Figs.3 et 4 illustrent des modifications de lois de passage de rap- ports mises en oeuvre dans un système selon l'invention; et - la Fig.5 illustre la modification d'un paramètre de contrôle des moyens de commande du démarrage du moteur mise en oeuvre dans un sys- tème de contrôle selon l'invention. On a en effet illustré sur la figure 1, un système de contrôle du fonctionnement des moyens de motorisation hybride d'un véhicule automobile, comportant un moteur thermique désigné par la référence générale 1, associé à des moyens de commande de son démarrage désignés par la référence générale 2, ces moyens de commande comprenant par exemple un embrayage piloté dont le fonctionnement est piloté par une unité de commande désignée par la référence générale 3. Ces moyens de motorisation comprennent également des moyens formant motogénérateur électrique désignés par la référence générale 4 pouvant selon les conditions, fonctionner en moteur électrique ou en génératrice, de façon classique. Ces moyens formant moto-générateur électrique sont associés à des moyens de stockage d'énergie électrique désignés par la référence générale 5 sur cette figure, constitués par exemple par une batterie. Enfin, les moyens de motorisation comprennent également une boite de vitesse mécanique pilotée désignée par la référence générale 6, cette boite de vitesse présentant un mode de fonctionnement automatique géré par une unité de contrôle 7 de changement de rapport de celle-ci, et un mode de fonctionne-ment manuel géré par le conducteur du véhicule, comme cela sera décrit plus en détail par la suite. L'arbre de sortie de cette boite de vitesse 6 est associé aux roues motrices comme par exemple celle désignée par la référence générale 8 sur cette figure, du véhicule. Selon l'invention, un tel système comporte en outre des moyens de synchronisation du démarrage du moteur thermique et d'un changement de rapport de la boite de vitesse, pour éviter les à-coups de couple sur les roues motrices du véhicule. Ces moyens sont désignés par la référence générale 9 sur cette figure et comprennent par exemple un calculateur de synchronisation désigné par la référence générale 10, associé à des moyens de stockage de données désignés par la référence générale 11. On sait en effet que dans un tel véhicule, le démarrage et l'extinction du moteur thermique sont assurés comme cela est illustré sur la figure 2, selon que le point de fonctionnement des moyens de motorisation franchit une limite de démarrage du moteur thermique illustrée par la courbe A sur cette figure 2, ou une limite d'extinction du moteur thermique illustrée par la courbe B sur cette figure 2. Or, et comme cela a été indiqué précédemment, un tel démarrage du moteur thermique produit des variations de couple importantes sur les roues motrices. Pour résoudre ces problèmes, on propose donc d'utiliser des moyens de synchronisation du démarrage du moteur thermique et d'un changement de rapport de la boite de vitesse. Comme cela a été indiqué précédemment, la boite de vitesse présente un mode de fonctionnement automatique géré par l'unité de contrôle 7 des changements de rapport de celle-ci. Les moyens de synchronisation 9 peuvent alors comprendre des moyens de pilotage de l'unité de contrôle de la boite et/ou des moyens de commande du démarrage du moteur pour déclencher un changement de rapport de la boite synchronisé avec le démarrage du moteur. Ainsi, ces moyens de synchronisation 9 peuvent comprendre des moyens de détection d'une requête de démarrage du moteur, et sont alors adap- tés pour modifier temporairement les paramètres de déclenchement d'un changement de rapport de l'unité de contrôle de la boite désignée par la référence générale 7, afin de déclencher le changement de rapport lors du démarrage du moteur. Ceci est illustré sur les figures 3 et 4, où l'on peut constater que les paramètres modifiés sont en fait les lois de passage des rapports. En effet, dans ce cas de fonctionnement, lorsque les moyens de synchronisation 9 détectent une requête de démarrage du moteur, ils modifient comme cela est illustré sur les figures 3 et 4, les lois de passage des rapports de la boite de vitesse, par exemple en les abaissant, pour provoquer un changement de rapport de la boite de vitesse, synchronisé avec la commande de démarrage du moteur du véhicule, afin de limiter la perception des à-coups de couple sur les roues motrices par les utilisateurs du véhicule. On conçoit alors que l'on modifie temporairement les lois de passage des rapports de la boite pendant le démarrage du moteur thermique, ce qui permet d'anticiper un passage de rapport qui aurait lieu juste après le démarrage du moteur thermique afin de synchroniser les deux phénomènes. Une fois le moteur thermique démarré, les lois de passage reprennent alors leurs valeurs nominales. Cette modification temporaire peut par exemple présenter une durée de 200 millisecondes. Par ailleurs, les moyens de synchronisation 9 peuvent également être adaptés pour détecter une requête de changement de rapport de la boite de vitesse, et sont alors adaptés pour modifier temporairement au moins un paramè- tre de contrôle des moyens de démarrage du moteur, afin de démarrer le moteur lors de ce changement de rapport. Ceci est illustré sur la figure 5, où l'on voit que dans ce cas, les moyens de synchronisation 9 sont adaptés pour modifier temporairement au moins un paramètre de contrôle des moyens de commande du démarrage du moteur, ce paramètre modifié pouvant être une valeur de seuil limite de couple sur les roues motrices du véhicule, de commande du démarrage du moteur. Cette valeur de seuil peut en effet être réduite de 100 Nm, ce qui permet de synchroniser un démarrage du moteur avec un changement de rapport. Ainsi par exemple, la courbe modifiée de démarrage du moteur ther- mique est la courbe C. Un tel fonctionnement peut également être mis en oeuvre dans le cas où la boite de vitesse présente un mode de fonctionnement manuel géré par le conducteur du véhicule, et que les moyens de synchronisation 9 comprennent des moyens de détection d'une commande manuelle de passage de rapport de la boite pour déclencher le démarrage du moteur, synchronisé avec le passage du rapport. On conçoit alors que dans le système de contrôle selon l'invention, on synchronise les changements de rapport et le démarrage du moteur thermique pour éviter les à-coups de couple sur les roues motrices du véhicule. Dans le cas où la boite de vitesse est en mode de changement de rapport automatique, les moyens de synchronisation détectent une requête de changement de rapport et synchronisent avec ce changement de rapport le démarrage du moteur thermique ou détectent une requête de démarrage du moteur thermique et synchronisent avec ce démarrage, un changement de rapport. En mode de fonctionnement manuel, ils détectent une commande manuelle de passage de rapport pour provoquer le démarrage du moteur thermique. Ceci est fait en modifiant les paramètres de déclenchement soit du changement de rapport, soit de démarrage du moteur thermique de façon tempo- raire, afin d'anticiper ces phénomènes. Il va de soi bien entendu que d'autres modes de réalisation encore peuvent être envisagés. Ainsi par exemple, une structure de moyens de motorisation à deux arbres peut également être envisagée. REVENDICATIONS 1. Système de contrôle du fonctionnement de moyens de motorisation hybride d'un véhicule automobile, comportant au moins un moteur thermique (1) associé à des moyens de commande (2,3) de son démarrage, des moyens formant moto-générateur électrique (4) associée à des moyens de stockage d'énergie électrique (5) et une boite de vitesse mécanique pilotée (6), caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de synchronisation (9) du démarrage du moteur thermique et d'un changement de rapport de la boite de vitesse, pour éviter les à-coups de couple sur les roues motrices (8) du véhicule. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la boite de vitesse (6) présente un mode de fonctionnement automatique géré par une unité de contrôle (7) des changements de rapport de celle-ci, et en ce que les moyens de synchronisation (9) comprennent des moyens (10) de pilotage de l'unité de contrôle (7) de la boite (6) et/ou des moyens de commande (2,3) du démarrage du moteur (1) pour déclencher un changement de rapport de la boite synchronisé avec le démarrage du moteur thermique. 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de synchronisation (9) comprennent des moyens de détection d'une requête de démarrage du moteur et sont adaptés pour modifier temporairement les paramè- tres de déclenchement d'un changement de rapport de l'unité de contrôle (7) de la boite (6), afin de déclencher le changement de rapport lors du démarrage du moteur. 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que les paramètres modifiés sont les lois de passage des rapports. 5. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de synchronisation comprennent des moyens de détection d'une requête de changement de rapport de la boite et sont adaptés pour modifier temporairement au moins un paramètre de contrôle des moyens de démarrage (2,3) du moteur (1), afin de démarrer le moteur lors du changement de rapport. 6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la boite de vitesse (6) présente un mode de fonctionne-ment manuel géré par le conducteur du véhicule, et en ce que les moyens de synchronisation (9) comprennent des moyens de détection d'une commande ma- nuelle de passage de rapport de la boite pour déclencher le démarrage du moteur, synchronisé avec le passage du rapport. 7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de synchronisation sont adaptés pour modifier temporairement au moins un paramètre de contrôle des moyens de commande du démarrage du moteur. 8. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que le paramètre modifié est une valeur de seuil limite de couple sur les roues motrices du véhicule, de commande du démarrage du moteur. 9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que la valeur de 10 seuil est réduite de 100 Nm. 10. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de commande du démarrage du moteur comprennent un embrayage piloté (2).