Brevet FR2981624A1 — publié le 20130426

DISPOSITIF DE CONTRÔLE DE LA PRESSION D'UN SYSTEME DE FREINAGE D'UN VEHICULE HYBRIDE, PAR ACTION SUR UN ELEMENT ELECTRIQUE COUPLE AU MOTEUR THERMIQUE L'invention concerne les véhicules hybrides, et plus précisément le contrôle de la pression qui règne dans le circuit de commande des systèmes de freinage que comprennent de tels véhicules. On entend ici par « véhicule hybride » un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant au moins un moteur thermique (ou à combustion) et un moteur électrique, propres à faire fonctionner respectivement des première et seconde pompes à vide d'un système de freinage, et pouvant chacun ou conjointement induire son déplacement. On notera que dans un véhicule automobile le moteur thermique est généralement chargé de la traction, alors que le moteur électrique est généralement chargé de la propulsion. On notera également que le véhicule hybride peut être de type dit « série » et/ou « parallèle ». Comme le sait l'homme de l'art, le système de freinage d'un véhicule hybride comprend habituellement un circuit de commande contenant un fluide pouvant être déplacé par action sur la pédale de frein qui est installée dans le poste de conduite. Pour que la pression que le conducteur doit exercer sur la pédale de frein ne soit pas trop importante, certains systèmes de freinage de véhicule hybride disposent de deux pompes à vide propres à faire varier la pression du fluide à l'intérieur du circuit de commande. Une première de ces deux pompes à vide est actionnée par le moteur thermique, par exemple via un arbre à cames ou le vilebrequin. Elle ne peut donc fonctionner que lorsque le moteur thermique tourne. On entend ici par « tourner » le fait que le vilebrequin soit entraîné en rotation. La seconde de ces deux pompes à vide est électrique et indépendante ou non du fonctionnement du moteur électrique. Dans la première hypothèse (indépendance), il n'est pas nécessaire que la seconde pompe à vide soit entraînée par un moteur électrique ou thermique pour qu'elle fonctionne. Dans la seconde hypothèse (dépendance), la seconde pompe à vide ne peut fonctionner que lorsque le moteur électrique est en fonctionnement. On notera que la seconde pompe à vide peut ne servir qu'à compléter l'action de la première pompe à vide. L'utilisation de ces deux pompes à vide est rendue indispensable du fait qu'un véhicule hybride peut fonctionner soit dans un mode tout électrique (dans lequel seul le moteur électrique fonctionne et donc seule la seconde pompe à vide peut fonctionner), soit dans un mode hybride (dans lequel le moteur thermique fonctionne seul ou couplé au moteur électrique, et donc l'utilisation de la première pompe à vide est privilégiée). Ainsi, lorsque le véhicule hybride fonctionne dans un mode tout électrique, et que l'action de la seconde pompe à vide n'est pas suffisante, on peut faire fonctionner temporairement le moteur thermique sans le coupler à la boîte de vitesses, afin qu'il fasse à son tour fonctionner la première pompe à vide. De même, lorsque le véhicule hybride fonctionne dans un mode hybride, et que l'action de la première pompe à vide n'est pas suffisante, on peut faire fonctionner temporairement la seconde pompe à vide électrique. Mais lorsqu'il est impossible de faire fonctionner la seconde pompe à vide, par exemple du fait qu'elle est en panne ou qu'elle a déjà atteint les limites de son utilisation, et/ou lorsqu'il est impossible de faire fonctionner le moteur thermique, par exemple du fait d'un problème de communication entre ce dernier et le calculateur de supervision (ou de coordination) du groupe motopropulseur ou en cas de défaillance interne du moteur thermique (et par exemple de son système d'injection), la puissance de pompage peut être insuffisante, ce qui peut induire des problèmes de freinage, voire des accidents. Afin d'améliorer la situation, il a été proposé, notamment dans le document brevet EP 0 085721, d'utiliser le démarreur du véhicule pour faire fonctionner une pompe à vide du système de freinage. Mais cela nécessite une adaptation du démarreur et du véhicule qui peut s'avérer onéreuse, voire impossible lorsque l'espace libre dans le compartiment avant est très limité. L'invention a donc pour but d'améliorer la situation sans imposer de modification architecturale du moteur thermique et/ou d'ajout d'élément mécanique. Elle propose notamment à cet effet un dispositif de contrôle destiné à équiper un véhicule hybride comprenant, d'une première part, un moteur thermique propre à faire fonctionner une première pompe à vide d'un système de freinage, un moteur électrique et une seconde pompe à vide du système de freinage (fonctionnant électriquement ou entraînée par le moteur électrique), d'une deuxième part, une boîte de vitesses propre à être couplée au moteur thermique, et, d'une troisième part, un élément électrique agencé pour faire tourner le moteur thermique. Ce dispositif se caractérise par le fait qu'il est agencé, en cas d'impossibilité de faire fonctionner la seconde pompe à vide et/ou le moteur thermique, pour ordonner à l'élément électrique de faire tourner le moteur thermique afin que ce dernier fasse fonctionner la première pompe à vide, tout en interdisant le couplage de la boîte de vitesses au moteur thermique. On comprendra que ce dispositif de contrôle permet avantageusement de forcer le moteur thermique à tourner (ou fonctionner), lorsque l'on n'arrive pas à le faire par une voie classique, en faisant fonctionner un élément électrique dont une fonction est de le faire tourner dans d'autres circonstances, comme par exemple lors du démarrage du moteur thermique. L'invention offre donc une nouvelle stratégie, que l'on peut qualifier de « dysfonctionnelle » du fait qu'elle consiste à utiliser un élément électrique en dehors de son domaine fonctionnel habituel, et qui évite une modification architecturale du moteur thermique et/ou un ajout d'élément mécanique. Le dispositif selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - dans un premier mode de réalisation, il peut être agencé pour générer des ordres qui sont destinés à faire fonctionner un élément électrique qui est agencé sous la forme d'un alterno-démarreur couplé à un vilebrequin du moteur thermique, par exemple via une courroie ou une chaîne ; - dans un second mode de réalisation, il peut être agencé pour générer des ordres qui sont destinés à faire fonctionner un élément électrique qui est agencé sous la forme d'un démarreur propre à être couplé au volant moteur qui est solidarisé à l'arbre moteur du véhicule. L'invention propose également un calculateur contrôlant une stratégie, d'une part, destiné à équiper un véhicule hybride comprenant un moteur thermique propre à faire fonctionner une première pompe à vide d'un système de freinage, un moteur électrique, une seconde pompe à vide du système de freinage (fonctionnant électriquement ou entraînée par le moteur électrique), une boîte de vitesses propre à être couplée au moteur thermique, et un élément électrique agencé pour faire tourner le moteur thermique, et, d'autre part, comprenant un dispositif de contrôle du type de celui présenté ci- 1 o avant. Un tel calculateur peut, par exemple, être agencé pour assurer la supervision centrale d'organes du véhicule qui sont impliqués dans les déplacements de ce dernier. L'invention propose également un véhicule hybride, éventuellement 15 de type automobile, et comprenant, d'une première part, un moteur thermique propre à faire fonctionner une première pompe à vide d'un système de freinage, un moteur électrique et une seconde pompe à vide du système de freinage (fonctionnant électriquement ou entraînée par le moteur électrique), d'une deuxième part, une boîte de vitesses propre à être couplée au moteur 20 thermique, d'une troisième part, un élément électrique agencé pour faire tourner le moteur thermique, et, d'une quatrième part, un calculateur du type de celui présenté ci-avant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur 25 lesquels: la figure 1 illustre schématiquement et fonctionnellement une partie d'un premier exemple de véhicule hybride comprenant un calculateur de supervision pourvu d'un dispositif de contrôle selon l'invention propre à contrôler le fonctionnement de l'alterno-démarreur dans certaines 30 circonstances, et la figure 2 illustre schématiquement et fonctionnellement une partie d'un second exemple de véhicule hybride comprenant un calculateur de supervision pourvu d'un dispositif de contrôle selon l'invention propre à contrôler le fonctionnement du démarreur dans certaines circonstances. Les dessins annexés pourront non seulement servir à compléter l'invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant. L'invention a notamment pour but de proposer un dispositif de contrôle D destiné à participer au contrôle de la pression régnant dans un circuit de commande d'un système de freinage SF d'un véhicule hybride VH. Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que le véhicule hybride VH est de type automobile. Il s'agit par exemple d'une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de véhicule hybride. Elle concerne en effet tout type de véhicule hybride terrestre ou maritime (ou fluvial) ou encore aéronautique. On a schématiquement représenté sur les figures 1 et 2 deux exemples de réalisation non limitatifs de véhicule hybride VH. Chacun de ces véhicules hybrides VH comprend classiquement : - un moteur thermique MT (par exemple de type essence ou diesel), un arbre moteur AM (solidarisé fixement au vilebrequin VB du moteur thermique MT), un volant moteur VM solidarisé fixement à l'arbre moteur AM, un embrayage EM et une boîte de vitesses BV qui font tous partie de la sous-chaîne de traction thermique, - au moins un moteur électrique ME, une batterie (haute tension rechargeable) BA et un alterno-démarreur AD (figure 1) ou un alternateur AL et un démarreur DM (figure 2) qui font tous partie de la sous-chaîne de traction électrique, - un système de freinage SF comprenant des première PV1 et seconde PV2 pompes à vide chargées de faire varier la pression d'un fluide contenu dans un circuit de commande, et pouvant être mises en fonctionnement respectivement par le moteur thermique MT et le moteur électrique ME (ou indépendamment de ce dernier (ME)), - un calculateur de supervision (ou de coordination) CS assurant une supervision centralisée (ou une stratégie) du fonctionnement de nombreux organes, et en particulier du moteur thermique MT, du moteur électrique ME, de l'embrayage EM, de l'alterno-démarreur AD (figure 1 - parfois appelé moteur électrique avant) ou de l'alternateur AL et du démarreur DM (figure 2), ainsi qu'éventuellement de la boîte de vitesses BV, et - un calculateur CL dit de liaison au sol, chargé de contrôler au moins le fonctionnement du système de freinage SF. L'invention propose d'adjoindre à ces véhicules hybrides VH un dispositif de contrôle D chargé d'intervenir chaque fois que la puissance de pompage courante est insuffisante, du fait que l'on ne peut pas faire fonctionner la seconde pompe à vide PV2 alors que le moteur électrique ME fonctionne, par exemple du fait que cette seconde pompe à vide PV2 est en panne ou qu'elle a déjà atteint les limites de son utilisation, et/ou du fait que l'on ne peut pas faire fonctionner le moteur thermique MT par une voie classique, par exemple du fait d'un problème de communication entre ce dernier (MT) et le calculateur de supervision (ou de coordination) du groupe motopropulseur CS ou en cas de défaillance interne du moteur thermique MT (par exemple de son système d'injection). C'est par exemple le calculateur de liaison au sol CL, qui contrôle notamment le système de freinage SF, qui peut alerter le calculateur de supervision CS du besoin de faire fonctionner la première pompe à vide PV1. Cette alerte peut par exemple se faire au moyen d'un message d'alerte numérique. Chaque fois que le dispositif de contrôle D doit intervenir, par exemple consécutivement à la réception d'un message d'alerte, il ordonne à un élément électrique AD (figure 1) ou DM (figure 2) de faire tourner le moteur thermique MT afin que ce dernier MT fasse fonctionner la première pompe à vide PV1, tout en interdisant le couplage de la boîte de vitesses BV au moteur thermique MT. On entend ici par « couplage » le fait d'accoupler l'arbre primaire de la boîte de vitesses BV à l'arbre moteur AM via le volant moteur VM et l'embrayage EM. On comprendra qu'en ordonnant de fonctionner à un élément électrique qui est nativement chargé de faire tourner le moteur thermique MT, comme c'est par exemple le cas de l'alterno-démarreur AD (figure 1) ou du démarreur DM (figure 2), notamment dans les phases de démarrage, cela provoque la mise en rotation temporaire du moteur thermique MT et donc le fonctionnement de la première pompe à vide PV1, du fait que cette dernière (PV1) est couplée à un élément mécanique du moteur thermique MT qui est entraîné en rotation, comme par exemple un arbre à cames AC (en admission ou en échappement) ou le vilebrequin VB. Cela se fait sans transfert du couple moteur (produit par la rotation du moteur thermique MT) aux roues du véhicule hybride VH. Il n'y a donc ni modification architecturale du moteur thermique MT ni ajout d'un élément mécanique, mais adjonction d'une nouvelle fonctionnalité consistant à forcer temporairement le moteur thermique MT à tourner (ou fonctionner) en faisant fonctionner un élément électrique AD ou DM dans une phase inhabituelle. Le fonctionnement de l'élément électrique AD ou DM étant habituellement contrôlé par le calculateur de supervision CS, il est donc avantageux que le dispositif de contrôle D soit implanté dans ce dernier (CS), comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2. Dans ce cas, le dispositif de contrôle D peut être réalisé sous la forme de modules logiciels (ou informatiques ou encore « software »). Mais dans une première variante le dispositif de contrôle D pourrait être implanté dans un autre calculateur, comme par exemple le calculateur de liaison au sol CL. Dans une seconde variante, le dispositif de contrôle D pourrait être un autre calculateur couplé au calculateur de supervision CS ou au calculateur de liaison au sol CL. Dans ce cas, il pourrait être réalisé sous la forme d'une combinaison de circuits électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels. Il est important de noter que le régime minimum que doit atteindre le moteur thermique MT, lorsqu'il est entraîné en rotation par l'élément électrique AD ou DM, est déterminé de manière à permettre à la première pompe à vide PV1 de fournir le niveau de vide requis. Il dépend donc des besoins applicatifs. Dans l'exemple non limitatif illustré sur la figure 1, lorsque le dispositif de contrôle D ordonne à l'alterno-démarreur AD de fonctionner, ce dernier (AD) utilise l'énergie électrique stockée dans la batterie BA pour entraîner en rotation une roue sur laquelle est montée une courroie (par exemple la courroie accessoire) ou une chaîne CA. Cette courroie (ou chaîne) CA entraîne alors une autre roue qui est solidarisée fixement (ou couplée) au vilebrequin VB, ce qui provoque l'entraînement en rotation de ce dernier (VB), et donc l'entraînement en rotation de l'arbre à cames AC auquel est (ici) couplée la première pompe à vide PV1. Cette dernière (PV1) peut alors fonctionner pour produire le niveau de vide requis. Dans l'exemple non limitatif illustré sur la figure 2, lorsque le dispositif de contrôle D ordonne au démarreur DM de fonctionner, ce dernier (DM) utilise l'énergie électrique stockée dans la batterie BA pour entraîner en rotation un pignon qui engrène le volant moteur VM qui est solidarisé fixement à l'arbre moteur AM. Cela provoque l'entraînement en rotation du vilebrequin VB, et donc l'entraînement en rotation de l'arbre à cames AC auquel est (ici) couplée la première pompe à vide PV1. Cette dernière (PV1) peut alors fonctionner pour produire le niveau de vide requis. Cette seconde solution permet de s'affranchir des risques dits de courroie (CA) glissante. Cependant, elle peut éventuellement entraîner une limitation d'utilisation de certaines fonctions électriques du véhicule hybride VH qui ont également besoin de l'énergie électrique stockée dans la batterie BA pour fonctionner. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation de dispositif de contrôle, de calculateur et de véhicule hybride décrits ci-avant, seulement à titre d'exemple, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci-après. REVENDICATIONS1. Dispositif de contrôle (D) pour un véhicule hybride (VH) comprenant un moteur thermique (MT) propre à faire fonctionner une première pompe à vide (PV1) d'un système de freinage (SF), un moteur électrique (ME), une seconde pompe à vide (PV2) dudit système de freinage (SF), une boîte de vitesses (BV) propre à être couplée audit moteur thermique (MT), et un élément électrique (AD; DM) agencé pour faire tourner ledit moteur thermique (MT), caractérisé en ce qu'il est agencé, en cas d'impossibilité de faire fonctionner ladite seconde pompe à vide (PV2) et/ou ledit moteur thermique (MT), pour ordonner audit élément électrique (AD; DM) de faire tourner ledit moteur thermique (MT) afin que ce dernier fasse fonctionner ladite première pompe à vide (PV1), tout en interdisant le couplage de ladite boîte de vitesses (BV) audit moteur thermique (MT). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est agencé pour générer des ordres destinés à faire fonctionner un élément électrique (AD) agencé sous la forme d'un alterno-démarreur couplé à un vilebrequin (VB) dudit moteur thermique (MT). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est agencé pour générer des ordres destinés à faire fonctionner un élément électrique (DM) agencé sous la forme d'un démarreur propre à être couplé à un volant moteur (VM) solidarisé à un arbre moteur (AM) dudit véhicule (VH). 4. Calculateur (CS) pour un véhicule hybride (VH) comprenant i) un moteur thermique (MT) propre à faire fonctionner une première pompe à vide (PV1) d'un système de freinage (SF), un moteur électrique (ME), et une seconde pompe à vide (PV2) dudit système de freinage (SF), ii) une boîte de vitesses (BV) propre à être couplée audit moteur thermique (MT), et iii) un élément électrique (AD; DM) agencé pour faire tourner ledit moteur thermique (MT), caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de contrôle (D) selon l'une des revendications précédentes. 5. Calculateur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est agencé pour assurer une supervision centrale d'organes dudit véhicule (VH)impliqués dans les déplacements de ce dernier. 6. Véhicule hybride (VH) comprenant i) un moteur thermique (MT) propre à faire fonctionner une première pompe à vide (PV1) d'un système de freinage (SF), un moteur électrique (ME), et une seconde pompe à vide (PV2) dudit système de freinage (SF), ii) une boîte de vitesses (BV) propre à être couplée audit moteur thermique (MT), et iii) un élément électrique (AD; DM) agencé pour faire tourner ledit moteur thermique (MT), caractérisé en ce qu'il comprend en outre un calculateur (CS) selon l'une des revendications 4 et 5. 7. Véhicule selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est de type 1 o automobile.