Brevet FR3012376A1 — publié le 20150501

PROCEDE DE GESTION DU FREINAGE POUR UN VEHICULE AUTOMOBILE COMPORTANT UN GROUPE MOTOPROPULSEUR HYBRIDE pool L'invention concerne un procédé de gestion du freinage pour un véhicule automobile comprenant un groupe motopropulseur hybride, ainsi qu'un groupe motopropulseur hybride pour véhicule automobile comprenant des moyens de mise en oeuvre d'un tel procédé. [0002] Dans le cadre d'un véhicule automobile équipé d'un groupe motopropulseur de type hybride, le véhicule automobile est généralement équipé d'un système de freinage dit « récupératif » permettant lors des phases de décélération du véhicule automobile, et en particulier lorsqu'une action de freinage est détectée et enclenchée par un utilisateur du véhicule automobile, de récupérer de l'énergie qui est alors stockée dans un stockeur d'énergie, ce dernier mettant à disposition du groupe motopropulseur hybride une certaine quantité d'énergie. Cependant, lorsque le stockeur d'énergie est plein et ne peut plus donc accepter d'énergie supplémentaire de la part du système de freinage récupératif, il y a un basculement du système de freinage récupératif vers un système de freinage dit « dissipatif » qui, au lieu de récupérer de l'énergie, va en dissiper. Le système de freinage dissipatif consiste généralement en un entraînement du moteur thermique du groupe motopropulseur hybride alors que ledit moteur thermique n'est pas en fonctionnement. A cela est généralement couplé le système de freinage classique par freins à disque et/ou à tambour du véhicule automobile. Une telle architecture et un tel fonctionnement de système de freinage est décrit, par exemple, dans le document GB 2 386 879. Un inconvénient majeur de ce système est que, lors d'un passage entre le système de freinage résistif au système de freinage dissipatif, l'utilisateur du véhicule automobile hybride ressent une rupture de couple due à une variation de la vitesse de décélération du véhicule automobile. La sensation ressentie par le conducteur du véhicule automobile hybride est désagréable puisque celui-ci a l'impression que son véhicule automobile hybride ne freine plus et qu'il file. [0003] La vitesse de décélération ou d'accélération est encore appelée Jerk et est donc la dérivée de l'accélération par rapport au temps et s'exprime en m.s-3. [0004] Un but de l'invention est de fournir un procédé de gestion du freinage pour un véhicule automobile comportant un groupe motopropulseur hybride résolvant les inconvénients ci-dessus en minimisant au maximum le ressenti du conducteur du véhicule automobile hybride lors d'un passage du système de freinage récupératif au système de freinage dissipatif. [0005] A cette fin, il est prévu, selon l'invention, un procédé de gestion du freinage pour un véhicule automobile comportant un groupe motopropulseur hybride comprenant un moteur thermique, un stockeur d'énergie et des moyens de remplissage en énergie du stockeur d'énergie, le procédé comportant, lorsqu'une action de freinage est détectée, des étapes de : - remplissage du stockeur d'énergie par les moyens de remplissage, si le stockeur d'énergie n'est pas plein, et - dissipation d'énergie en faisant tourner, par entrainement, le moteur thermique, si le stockeur est plein, le procédé comportant, en outre, une étape d'évaluation du Jerk afin de gérer le passage entre l'étape de remplissage du stockeur d'énergie et l'étape de dissipation de l'énergie. [0006] Ainsi, de prévoir une étape d'évaluation du Jerk va permettre au système de pilotage du groupe motopropulseur hybride de gérer la transition entre le système de freinage récupératif permettant de remplir le stockeur d'énergie au système de freinage dissipatif qui va permettre de dissiper l'énergie, et ainsi minimiser le ressenti de rupture de couple du conducteur du véhicule automobile hybride. [0007] Avantageusement, mais facultativement, le procédé de gestion de freinage selon l'invention présente au moins l'une des caractéristiques techniques additionnelles suivantes : - l'évaluation du Jerk est fonction de la quantité d'énergie restante dans le stockeur d'énergie ; - l'évaluation du Jerk est fonction d'un ensemble de paramètres du véhicule automobile ; - l'ensemble des paramètres du véhicule automobile comprend la vitesse de déplacement du véhicule automobile, la masse du véhicule automobile ; - l'évaluation du Jerk est fonction d'un ensemble de paramètres de l'environnement externe dans lequel évolue le véhicule automobile ; - l'étape de dissipation d'énergie comprend une sous étape de recharge des condensateurs d'une machine électrique alterno-démarreur ; et - l'étape de dissipation d'énergie comporte une sous étape d'évacuation d'énergie à travers des limiteurs de pression du stockeur d'énergie. [000s] Il est aussi prévu, selon l'invention, un groupe motopropulseur pour véhicule automobile comprenant un moteur thermique, un stockeur d'énergie et des moyens de remplissage du stockeur d'énergie, ainsi que des moyens de mise en oeuvre d'un procédé de gestion du freinage présentant au moins l'une des caractéristiques techniques 5 précédentes. [0009] D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaitront ci-après lors de la description d'un mode de réalisation de l'invention. Aux dessins annexés : - la figure 1 est une vue schématique d'un groupe motopropulseur hybride apte à mettre en oeuvre un procédé de gestion du freinage selon l'invention; 10 - la figure 2 illustre des courbes illustrant l'évolution du couple avec et sans la mise en oeuvre du procédé de gestion du freinage selon l'invention ; - la figure 3 est un diagramme illustrant l'étape d'évaluation du Jerk du procédé de gestion du freinage selon l'invention. po 1 o] En référence à la figure 1, nous allons décrire un groupe motopropulseur hybride 15 sur lequel est destiné à être mis en oeuvre un procédé de gestion du freinage selon l'invention. Le groupe motopropulseur hybride comporte un moteur thermique 1 qui est alimenté en énergie à l'aide d'un réservoir 2, qui est conventionnellement un réservoir d'essence. Ce moteur thermique est équipé d'une machine électrique alterno-démarreur 3 qui est elle-même connectée électriquement à des condensateurs 4 permettant de stocker 20 de l'énergie électrique pour alimenter éventuellement la machine électrique 3. Le but de la machine électrique 3 alterno-démarreur est de démarrer le moteur thermique 1 lorsque celui-ci est à l'arrêt, ou de servir de génératrice d'électricité afin d'alimenter une batterie ainsi que tous les équipements électriques du véhicule automobile. D'autre part, le groupe motopropulseur hybride comporte une partie hybride comprenant un stockeur d'énergie 5, 25 un moteur hybride 6 et des moyens de remplissage en énergie 7. Le stockeur d'énergie 5 alimente en énergie le moteur hybride 6. Le moteur hybride 6 peut être soit électrique, soit hydraulique, soit pneumatique. Le moteur hybride 6 permet d'entraîner un train moteur 9 du véhicule automobile à travers une série d'engrenages. D'autre part, le stockeur d'énergie 5 est relié aux moyens de remplissage en énergie 7. Les moyens de 30 remplissage en énergie 7 peuvent être une génératrice d'électricité dans le cas où le moteur hybride 6 est électrique ou bien une pompe hydraulique ou pneumatique dans le cas où le moteur hybride 6 est hydraulique ou pneumatique respectivement. Ces moyens de remplissage d'énergie 7 sont reliés mécaniquement à la fois au moteur thermique 1 et au train moteur 9 du véhicule automobile à travers des moyens de liaison 8. En pratique, 35 les moyens de liaison 8 se présentent sous la forme d'un train épicycloïdal. Ces moyens de liaison 8 permettent soit de transmettre un couple depuis le moteur thermique 1 vers le train moteur 9 et vers les moyens de remplissage d'énergie 7, soit de transmettre un couple depuis le train moteur 9 vers les moyens de remplissage d'énergie 7, soit de transmettre un couple entre le train moteur 9 et le moteur thermique. Ces deux derniers sens de fonctionnement des moyens de liaison 8 vont permettre respectivement de réaliser un freinage récupératif pour remplir le stockeur d'énergie 5 et un freinage dissipatif en entraînant le moteur thermique 1 qui est à l'arrêt ainsi que la machine électrique alterno-démarreur 3 respectivement. L'entraînement du moteur thermique, lorsque celui-ci est à l'arrêt, permet de dissiper de l'énergie par frottement des différents organes en mouvement du moteur thermique, ce qui a pour conséquence de chauffer le bloc moteur thermique ainsi que le liquide de refroidissement y circulant. Ceci permet de réduire la consommation en essence issue du réservoir 2 du moteur thermique lorsque celui-ci est redémarré. En outre, l'entraînement à travers le moteur thermique à l'arrêt de la machine électrique 3 permet de continuer d'utiliser celle-ci en tant que génératrice de courant électrique pour l'ensemble des autres équipements électriques du véhicule automobile. L'ensemble des flèches illustrées sur la figure 1 indique le sens de transmission de l'énergie lors d'une décélération du véhicule automobile dont éventuellement une action de freinage en cours. [001 1] Si un entraînement, dans cette situation, des moyens de remplissage en énergie 7 par le train moteur 9 permet de réaliser un freinage récupératif puisque les moyens de remplissage en énergie 7 remplissent le stockeur d'énergie 5, il est possible dans le cas particulier d'un groupe motopropulseur hybride pneumatique, c'est-à-dire à air, de continuer de remplir en énergie le stockeur d'énergie 5 alors que ce dernier est plein. Dans cette situation particulière, le stockeur d'énergie 5 est alors en surpression, ce qui déclenche des moyens de limitation de la pression au sein du stockeur d'énergie 5, non représentés. Ce déclenchement permet alors de diminuer la pression au sein du stockeur d'énergie 5 jusqu'à une pression seuil maximale de déclenchement de ces moyens limiteurs de pression, et donc ainsi de dissiper par ce biais de l'énergie, ce qui complète le système de freinage dissipatif du véhicule automobile hybride. [0012] La figure 2 illustre un exemple d'évolution, d'une part, du couple régnant au sein du groupe motopropulseur hybride ainsi que de la vitesse de déplacement associée du véhicule automobile. La courbe 10 illustre l'évolution de ce couple alors que la courbe 12 illustre l'évolution de la vitesse de déplacement du véhicule automobile hybride. Dans un premier temps, le groupe motopropulseur hybride fournit un couple de traction constant permettant au véhicule automobile hybride de conserver une vitesse constante. A un moment donné, en 14, une phase de décélération est détectée du fait de la levée de pied sur la pédale d'accélérateur de la part du conducteur automobile avec éventuellement un appui par ce dernier sur la pédale de frein déclenchant une action de freinage. Dès lors, le couple qui était jusque là positif devient négatif, ce qui correspond à une phase de freinage dit récupératif dans laquelle le moteur thermique 1 est arrêté ou n'entraîne plus le train moteur 9 mais que ce dernier entraîne les moyens de remplissage en énergie 7. Le couple négatif perdure jusqu'à ce que le stockeur d'énergie 5 soit plein, ce qui provoque alors une remontée brutale du couple moteur alors négatif illustré par la partie 13 de la courbe 10. Le procédé de gestion du freinage selon l'invention 1 va permettre d'anticiper la partie 13 de la courbe 10 en adoucissant cette partie et en obligeant la courbe 10 du couple à suivre la partie en pointillés 11. [0013] Nous allons maintenant décrire plus en détails le procédé de gestion du freinage selon l'invention. Le procédé de gestion du freinage comporte, lorsqu'une action de freinage est détectée, une étape de remplissage du stockeur d'énergie par les moyens de remplissage en énergie 7, dans le cas où les moyens de mise en oeuvre du procédé de gestion du freinage selon l'invention prévu dans le groupe motopropulseur hybride détecte que le stockeur d'énergie 5 n'est pas plein. Dans cette situation, les moyens de mise en oeuvre du procédé de gestion du freinage assurent que le système de freinage récupératif du véhicule automobile hybride est en fonctionnement, c'est-à-dire que le train moteur 9 du véhicule automobile entraîne, à travers les moyens de liaison 8, les moyens de remplissage en énergie 7 du groupe motopropulseur hybride. [0014] Si le procédé de gestion du freinage selon l'invention détecte que le stockeur d'énergie 5 est plein, le procédé de gestion du freinage selon l'invention enclenche alors le système de freinage dissipatif du groupe motopropulseur hybride comme cela a été décrit précédemment lors d'une étape de dissipation de l'énergie. Afin de gérer un basculement ou un passage entre l'étape de remplissage du stockeur d'énergie 5 et l'étape de dissipation de l'énergie, le procédé de gestion du freinage selon l'invention comporte une étape d'évaluation du Jerk. En fonction de l'évaluation du Jerk que va effectuer le procédé de gestion du freinage selon l'invention, il va permettre aux moyens de mise en oeuvre du procédé de gestion du freinage selon l'invention de limiter la variation de la vitesse de décélération, ou encore de la rupture de couple, ressentie par le conducteur du véhicule automobile hybride. Cette étape d'évaluation du Jerk est illustrée à la figure 3 par la case 100. Afin d'évaluer ce Jerk, le procédé de gestion du freinage selon l'invention prend en compte l'énergie restante 130 qui doit être fournie au stockeur d'énergie 5 afin que ce dernier soit complètement rempli. D'autre part, le procédé de gestion du freinage selon l'invention prend en compte un ensemble de paramètres 110 concernant le véhicule automobile lui-même, en particulier la vitesse de déplacement du véhicule automobile ainsi que sa masse. Enfin, le procédé de gestion du freinage selon l'invention peut prendre en compte un ensemble de paramètres extérieurs 120 au véhicule automobile et qui concernent l'environnement dans lequel évolue le véhicule automobile. De tels paramètres peuvent être la pente, l'état de surface de la route sur lesquelles évolue le véhicule automobile, les conditions climatiques,. Une fois le Jerk évalué par le procédé de gestion de freinage selon l'invention, ce dernier fournit à un comparateur 150, un seuil de couple de freinage à appliquer au véhicule automobile de sorte que la vitesse de décélération qui va être ressentie par le conducteur du véhicule automobile soit minimale et assure ainsi le confort et la sécurité de ce dernier. Le comparateur 150 va comparer cette consigne de couple de freinage seuil fournie par le procédé de gestion du freinage selon l'invention lors de cette étape 100 avec un couple de freinage demandé 140, afin de fournir, en sortie du comparateur 150, la consigne de couple de freinage final à appliquer au véhicule automobile. [0015] Par exemple, à titre purement illustratif, une valeur de couple de freinage seuil fournie par l'étape 100 de la figure 3 afin de pouvoir réaliser la partie 11 en pointillés de la courbe 10 illustrée à la figure 2, peut être donnée par la formule suivante : dans laquelle : masse concerne la masse du véhicule, Jerkc,bie concerne une valeur seuil de Jerk maximale à ne pas dépasser, accel concerne l'accélération du véhicule à l'instant t, vitesse concerne la vitesse du véhicule à l'instant t, f1 et f2 illustrent des efforts résistifs du véhicule automobile issus des paramètres du véhicule lui-même et des paramètres extérieurs au véhicule f et , sa dérivée, correspondent à la valeur de couple de freinage seuil fournie en sortie de l'étape 100 du procédé de gestion du freinage selon l'invention. Il est à noter que le coefficient 3.6 correspond à une conversion entre km.s-1 et m.s-1, si les valeurs de vitesse et de accel sont exprimées à partir de ces unités de km.s-1 et de km.s-2. [0016] Idéalement, la valeur du paramètre Jerk cible est de 0.2 m.s-3. [0017] Bien entendu, il est possible d'apporter à l'invention de nombreuses modifications sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. REVENDICATIONS1. Procédé de gestion du freinage pour un véhicule automobile comportant un groupe motopropulseur hybride comprenant un moteur thermique (1), un stockeur d'énergie (5) et des moyens de remplissage en énergie (7) du stockeur d'énergie, le procédé comportant, lorsqu'une action de freinage est détectée, des étapes de : - remplissage du stockeur d'énergie par les moyens de remplissage, si le stockeur d'énergie n'est pas plein, et - dissipation d'énergie en faisant tourner, par entrainement, le moteur thermique, si le stockeur est plein, caractérisé en ce que le procédé comporte, en outre, une étape d'évaluation du Jerk (100) afin de gérer le passage entre l'étape de remplissage du stockeur d'énergie et l'étape de dissipation de l'énergie. 2. Procédé de gestion selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'évaluation du Jerk est fonction de la quantité d'énergie restante (130) dans le stockeur d'énergie. 3. Procédé de gestion selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'évaluation du Jerk est fonction d'un ensemble de paramètres du véhicule automobile (110). 4. Procédé de gestion selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'ensemble des paramètres du véhicule automobile comprend la vitesse de déplacement du véhicule automobile, la masse du véhicule automobile. 5. Procédé de gestion selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'évaluation du Jerk est fonction d'un ensemble de paramètres de l'environnement externe (120) dans lequel évolue le véhicule automobile. 6. Procédé de gestion selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'étape de dissipation d'énergie comprend une sous étape de recharge des condensateurs (4) d'une machine électrique alterno-démarreur (3). 7. Procédé de gestion selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'étape de dissipation d'énergie comporte une sous étape d'évacuation d'énergie à travers des limiteurs de pression du stockeur d'énergie. 8. Groupe motopropulseur pour véhicule automobile comprenant un moteur thermique (1), un stockeur d'énergie (5) et des moyens de remplissage en énergie (7)du stockeur d'énergie, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de mise en oeuvre d'un procédé de gestion selon l'une des revendications 1 à 7.