Brevet FR2943955A1 — publié le 20101008

Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de gestion d'un véhicule hybride comportant : - une première unité motrice et une seconde unité motrice, - la seconde unité motrice étant démarrée par l'intermédiaire d'au moins une partie de l'énergie motrice fournie par la première unité motrice. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. Etat de la technique Les véhicules ayant une structure motrice hybride, ont au moins deux unités motrices fonctionnant selon des principes différents. Ainsi, dans beaucoup de cas, la structure motrice hybride est composée d'un moteur à combustion et d'un moteur électrique. Les deux unités motrices peuvent ainsi fournir un couple moteur pendant le fonctionnement du véhicule hybride. Le document DE 35 42 059 Cl, décrit un véhicule automobile équipé d'une telle structure motrice hybride dont la première unité motrice équipe l'essieu principal et la seconde unité motrice, équipe un essieu qui peut être activé. Le véhicule peut ne fonctionner qu'avec l'unité motrice auxiliaire sous la forme d'un moteur électrique, pendant que l'unité motrice principale constituée par le moteur à combustion est alors débrayée ou arrêtée. Il est connu d'utiliser un démarreur pour démarrer un moteur à combustion ce qui est possible à la fois pendant le mouvement du véhicule et aussi lorsqu'il est à l'arrêt. Pendant son mouvement, un véhicule hybride permet de démarrer le moteur à combustion qui est à l'arrêt en fermant la ligne de transmission. Grâce à une transmission à double embrayage, on relie l'arbre d'entrée de la transmission au moteur électrique, si bien qu'une partie du couple moteur appliqué aux roues pour déplacer le véhicule, sera transmise et une autre partie du couple moteur sera appliquée à l'arbre d'entrée embrayé sur le moteur à combustion qui sera ainsi entraîné et démarré. 2 Exposé et avantages de l'invention L'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que pendant que le véhicule hybride est entraîné par la première unité motrice, on démarre la seconde unité motrice qui est au repos, à l'aide de l'énergie cinétique récupérée à partir du mouvement du véhicule hybride. Ce procédé offre l'avantage vis-à-vis des solutions connues, de permettre le démarrage de la seconde unité motrice pendant le déplacement du véhicule hybride sans que cette opération ne soit perçue par le conducteur de sorte que cela ne diminue pas le confort de roulage. Comme pendant que le véhicule hybride est entraîné par la première unité motrice, la seconde unité motrice qui est au repos, est démarrée par l'énergie cinétique récupérée dans le mouvement du véhicule hybride, et que l'on démarre, on évite les bruits tels que ceux émis par un démarreur, de même que les secousses induites dans le véhicule et se produisant au moment de la fermeture de la ligne de transmission. On évite ainsi que le véhicule ne subisse des secousses car il n'y aura pas de variation de couple appliquée aux roues puisqu'il n'y a pas de couple de traction. De façon avantageuse, la première unité motrice entraîne directement au moins un essieu du véhicule hybride dont le mouvement est transmis à la seconde unité motrice par une transmission. On utilise seulement l'énergie cinétique pour démarrer la seconde unité motrice fournie par la première unité motrice et qui est transformée en mouvement du véhicule. Selon un développement, le mouvement de l'essieu entraîné directement, entraîne le second essieu du véhicule hybride, et le mouvement de ce dernier est transmis par une transmission à la seconde unité motrice pour la démarrer. La transmission prend de l'énergie cinétique de l'essieu et la transmet à la seconde unité motrice. Selon un autre développement, on supprime tout composant supplémentaire tel que le démarreur servant à démarrer la seconde unité motrice. Cette suppression du démarreur protège en 3 outre les composants utilisés pour le démarrage du moteur à combustion. Une solution particulièrement confortable est caractérisée en ce que l'on applique au moins un rapport de vitesses aux deux arbres d'entrée de la transmission sous forme de transmission à double embrayage, et les arbres d'entrée assurent le mouvement du véhicule hybride et transmettent de l'énergie à la seconde unité motrice pour la démarrer. De cette manière simple, on utilise la ligne de transmission du véhicule hybride dans un sens opposé au sens normal, en faisant tourner les arbres d'entrée de la transmission à double embrayage à partir du premier essieu. Selon un développement, pour transmettre le mouvement à la seconde unité motrice, après dégagement des rapports de vitesse de la transmission à double embrayage, on ferme au moins l'un des embrayages reliant un arbre d'entrée de la transmission à double embrayage à la seconde unité motrice. Selon la conception des rapports de vitesse, la seule inertie des arbres d'entrée, suffit pour lancer la seconde unité motrice et en assurer le démarrage. De manière avantageuse, on dégage successivement les rapports de vitesse des deux arbres d'entrée de la transmission à double embrayage. Cela permet de transmettre déjà l'énergie cinétique du premier arbre d'entrée de la transmission à double embrayage, vers la seconde unité motrice, pendant que le second arbre d'entrée est toujours entraîné en rotation à partir de l'essieu et son mouvement de rotation est transmis à la seconde unité motrice seulement après dégagement du rapport de vitesses. Cela garantit que le mouvement de rotation maximum est toujours transmis à la seconde unité motrice pour en assurer le démarrage. Selon un développement, on ferme l'un après l'autre les embrayages reliant les arbres d'entrée de la transmission à double embrayage, à la seconde unité motrice. On prolonge ainsi la période au cours de laquelle, la seconde unité motrice est entraînée par les arbres d'entrée de la transmission à double embrayage, car les arbres d'entrée transmettent successivement leur énergie cinétique, à la seconde unité motrice, pour en garantir le démarrage. 4 Selon un développement, la vitesse de rotation appliquée par la première unité motrice à l'essieu entraîné, dépasse une valeur prédéfinie avant que l'on démarre la seconde unité motrice ce qui garantit que l'énergie cinétique est suffisante pour démarrer la seconde unité motrice. De façon avantageuse, on récupère l'énergie cinétique servant au démarrage de la seconde unité motrice, à partir du procédé de démarrage direct de la première unité motrice réalisée comme moteur à combustion. Un tel procédé de démarrage direct, consiste à remplir de carburant et à allumer les différents cylindres du moteur à combustion déjà pendant que le moteur est à l'arrêt ou qu'il tourne à faible vitesse de rotation. Le couple produit par les premières combustions du moteur à combustion, suffit alors pour poursuivre le démarrage du moteur à combustion. Selon un autre développement, l'invention concerne un dispositif du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu' il comporte des moyens qui démarrent la seconde unité motrice au repos, par l'énergie cinétique récupérée par le mouvement de déplacement du véhicule hybride entrainé par la première unité motrice. Ce dispositif de gestion d'un véhicule hybride comporte ainsi, une première et une seconde unité motrice. La seconde unité motrice fournit une partie de l'énergie d'entraînement nécessaire au démarrage de la première unité motrice. Pour améliorer le confort de roulage du véhicule hybride au démarrage de la seconde unité motrice pendant le déplacement du véhicule, des moyens entraînés pendant le mouvement du véhicule produit par la première unité motrice, fournissent l'énergie cinétique récupérée du mouvement du véhicule hybride, pour démarrer la seconde unité motrice qui est au repos. Ce dispositif selon l'invention, a l'avantage de supprimer les composants supplémentaires qui seraient nécessaires au démarrage de la seconde unité motrice. On évite également des inconvénients qui réduiraient le confort de roulage, tels que le bruit ou les secousses du véhicule. En particulier, si la seconde unité motrice est un moteur à combustion, cela facilite l'arrêt du moteur à combustion lorsqu'il ne sert pas, ce qui réduit la consommation de carburant et diminue les émissions de gaz carbonique CO2. Selon un développement, le moyen équipant le véhicule est une transmission à double embrayage ayant deux arbres d'entrée et 5 un arbre de sortie, et cette transmission reçoit l'énergie cinétique fournie par la première unité motrice à l'essieu entraîné, par l'intermédiaire de l'arbre de sortie, pour transmettre cette énergie aux deux arbres d'entrée reliés à des rapports de vitesse différents, les arbres d'entrée étant reliés à la seconde unité motrice pour en assurer le démarrage. L'utilisation d'une transmission à double embrayage, permet de stocker l'énergie cinétique du mouvement de rotation, fournie par l'essieu aux deux arbres d'entrée, de sorte que l'on dispose de suffisamment d'énergie pour démarrer la seconde unité motrice. Selon un développement, chaque arbre d'entrée est relié à la seconde unité motrice par un embrayage et on relie successivement les arbres d'entrée à la seconde unité motrice. Cela se traduit par une période de lancement de durée suffisante, appliquée à la seconde unité motrice, par les arbres d'entrée de la transmission à double embrayage. De façon avantageuse, la première unité motrice équipe un premier essieu et la seconde unité motrice équipe un second essieu du véhicule hybride, la transmission à double embrayage étant couplée sur le second essieu du véhicule hybride. Le dispositif selon l'invention, peut s'appliquer à différents concepts de système de véhicule hybride, par exemple, un concept selon lequel la première unité motrice entraîne un essieu, et la seconde unité motrice entraîne un second essieu, les deux essieux étant couplés mécaniquement (véhicule électrique hybride à essieux divisés). Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est un schéma de principe du concept de véhicule hybride à essieux électriques entraînés séparément, correspondant à l'état de la technique, 25 30 6 - la figure 2 montre un exemple de réalisation de la liaison entre une transmission à double embrayage et un moteur à combustion, - la figure 3 montre un schéma d'application du procédé selon l'invention pour démarrer un moteur à combustion. Description de modes de réalisation Par convention, on utilisera pour la description suivante, les mêmes références pour désigner les mêmes éléments ou des éléments ayant la même fonction. La figure 1 montre un concept de véhicule hybride. Un moteur à combustion 1 entraîne un premier essieu 2 du véhicule, dont le second essieu 3 est entraîné séparément par un moteur électrique 4. Le moteur à combustion 1 transmet le couple par un embrayage 5 à une première unité de transmission 6 qui le transmet par l'arbre d'entraînement 7 équipé d'un différentiel 8, à l'essieu 2 équipé d'une roue 9. Selon la figure 1, un démarreur 10 est relié à l'arbre d'entraînement 11 du moteur à combustion 1. Le moteur électrique 4 est installé sur le second essieu 3 du véhicule avec la seconde unité de transmission 12 ; le couple fourni par le moteur électrique 4, est ainsi transmis à la roue 13 par l'intermédiaire du second essieu 3. La figure 2 montre la coopération du moteur à combustion 1 et d'une ligne de transmission comportant une transmission à double embrayage 5, 6, reliant le moteur à combustion 1 à la roue 9. La ligne de transmission comporte deux branches. La première branche est équipée d'un premier embrayage 14 et d'un premier arbre d'entrée 15 de la transmission à double embrayage 5, 6. En aval du premier arbre d'entrée de transmission 15, un embrayage à griffes 16 est relié à la roue 9 par l'arbre de sortie 7 de la transmission. La seconde branche de la ligne de transmission, comporte un second embrayage 17 relié au second arbre d'entrée 18 de la transmission à double embrayage 5. L'arbre d'entrée de transmission 18, est relié au second embrayage à griffes 19 conduisant également à la roue 9 par l'arbre de sortie de transmission 7. 7 Les rapports de vitesse paires tels que 2, 4, 6, sont associés au premier arbre d'entrée de transmission 15, alors que, les rapports de vitesse impaires 1, 3, 5, 7, sont associés au second arbre d'entrée de transmission 18. En fonctionnement de roulage avec le moteur à combustion 1, activé, lorsqu'on applique un rapport de vitesses à l'arbre d'entrée de transmission, on peut commuter déjà le rapport de vitesses suivant de l'arbre non activé. En inversant l'embrayage des deux arbres d'entrée de transmission 15, 18 par les embrayages 14, 17, on change rapidement le rapport de vitesses du moteur à combustion 1. Le procédé selon l'invention sera décrit à l'aide de la figure 3. Dans le bloc 100, le moteur à combustion 1 est coupé. Les embrayages 14 et 17 de la transmission à double embrayage 5 sont ouverts, alors que, les embrayages à griffes 16, 19, sont fermés. Le déplacement se fait alors uniquement par le système électrique, le moteur électrique 4 entraînant les roues 13 du second essieu 12 ; le premier essieu 2 équipé des roues 9, est tiré par le second essieu 12. Comme la roue 9 est reliée à la transmission à double embrayage 5, par l'arbre de sortie de transmission 7, les premier et second arbres d'entrée de transmission 15, 18 tournent et chacun est relié à un rapport de vitesses du fait que les embrayages à griffes 16 et 19, sont fermés. La position d'arrêt du moteur à combustion 1, est connue. Dans le bloc 110, on décide si tenant compte des conditions de charge appliquées, il faut démarrer le moteur à combustion 1 pour assister le moteur électrique 4. Ensuite, on mesure la vitesse de rotation de l'arbre de sortie de transmission 7 (bloc 120). Si la vitesse de rotation de l'arbre de sortie de transmission 7, dépasse un seuil prédéfini, il y aura, dans le bloc 130, une injection dans le cylindre du moteur à combustion 1, concernée par l'opération de démarrage direct. Ensuite, dans le bloc 140, on dégage les rapports de vitesse des arbres d'entrée de transmission 15, 18 et, on ouvre les embrayages à griffes 16, 19. Dans le bloc 150, on ferme les embrayages 14 et 17. Les embrayages 14, 17, sont fermés dans l'ordre suivant lequel, les rapports ont été dégagés des arbres d'entrée de transmission 8 15, 18 associés aux embrayages 14, 17. En outre, dans le bloc 160, on déclenche le cylindre concerné par l'opération de démarrage direct, si bien que, dans le bloc 170, on aura la montée en vitesse de démarrage du moteur à combustion 1. Ensuite, l'arbre d'entraînement 11 du moteur à combustion 1, est mis en rotation alternativement par les arbres d'entrée de transmission 15, 18, par l'intermédiaire des embrayages 14, 17. Le couple fourni par les combustions dans les cylindres concernés par l'opération de démarrage direct, soutient le mouvement de rotation de démarrage de l'arbre d'entraînement 11 et ainsi, le démarrage du moteur à combustion 1.15 NOMENCLATURE 1 Seconde unité motrice 3 Essieu 4 Première unité motrice 5 Transmission 6 Transmission 7 Arbre de sortie 9 Roue 14, 17 Embrayage 15, 18 Arbre d'entrée15 REVENDICATIONS1 °) Procédé de gestion d'un véhicule hybride comportant : - une première unité motrice (4) et une seconde unité motrice (1), - la seconde unité motrice (1) étant démarrée par l'intermédiaire d'au moins une partie de l'énergie motrice fournie par la première unité motrice (4), caractérisé en ce que pendant que le véhicule hybride est entraîné par la première unité motrice (4), on démarre la seconde unité motrice (1) qui est au repos, à l'aide de l'énergie cinétique récupérée à partir du mouvement du véhicule hybride. 2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première unité motrice (4) entraîne directement au moins un essieu (3) du véhicule hybride, dont le mouvement est transmis à la seconde unité motrice (1) par une transmission (5, 6). 3°) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mouvement de l'essieu (3) entraîné directement, met en mouvement un second essieu (2) du véhicule hybride dont le mouvement entraîne un arbre de sortie (7) de la transmission (5, 6) pour démarrer la seconde unité motrice (1.). 4°) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu' - on applique un rapport de vitesses aux deux arbres d'entrée (15, 18) de la transmission réalisée sous la forme d'une transmission à double embrayage (5, 6), - les arbres d'entrée (15, 18) recevant le mouvement du véhicule hybride pour le transmettre à la seconde unité motrice (1) pour son démarrage.355°) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que pour transmettre le mouvement à la seconde unité d'entraînement (1), après dégagement des rapports de vitesses de la transmission à double embrayage (4, 5), on ferme au moins l'un des embrayages (14, 17) suivant l'arbre d'entrée (15, 18) de la transmission à double embrayage (5, 6) qui doit être relié à la seconde unité motrice (1). 6°) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les rapports des deux arbres d'entrée (15, 18), de la transmission à double embrayage (5, 6) sont dégagés successivement. 7°) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu' on ferme successivement les embrayages (14, 17) reliant les arbres d'entrée (15, 18) de la transmission à double embrayage (5, 6) à la seconde unité motrice (1). 8°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse de rotation de l'essieu (3) entrainé par la première unité motrice (4), dépasse une valeur prédéfinie avant que l'on démarre la seconde unité motrice (1). 9°) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu' on récupère l'énergie cinétique pour démarrer la seconde unité motrice (4) à partir d'un procédé de démarrage direct de la seconde unité motrice, réalisé sous la forme d'un moteur à combustion (1). 10°) Dispositif de gestion d'un véhicule hybride comportant une première unité motrice (4) et une seconde unité motrice (1), dans lequel 12 la seconde unité motrice (1) est démarrée par au moins une fraction de l'énergie motrice fournie par la première unité motrice (4), caractérisé en ce qu' il comporte des moyens (5, 6, 7, 14, 15, 16, 17, 18, 19) qui démarrent la seconde unité motrice (4) au repos, par l'énergie cinétique récupérée par le mouvement de déplacement du véhicule hybride pendant que le véhicule hybride est entrainé par la première unité motrice (1). 11 °) Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le moyen est constitué par une transmission à double embrayage (5, 6) ayant deux arbres d'entrée (15, 18) et un arbre de sortie (7) et qui reçoit l'énergie cinétique de l'essieu (3) entraîné par la première unité motrice (4), par l'intermédiaire de l'arbre de sortie (7), et transmet cette énergie aux deux arbres d'entrée (15, 18) avec des rapports de vitesse différents, reliés à la seconde unité motrice (1) pour la démarrer. 12°) Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que chaque arbre d'entrée (15, 18) est relié à la seconde unité motrice (4) par un embrayage (14, 17). 13°) Dispositif selon l'une des revendications 11, caractérisé en ce que la première unité motrice (4) équipe un premier essieu (3) et la seconde unité motrice (1), équipe un second essieu (2) du véhicule hybride, - la transmission à double embrayage (5, 6) étant couplée au second essieu (2) du véhicule hybride. 35