Brevet FR3029464A1 — publié le 20160610

GROUPE MOTOPROPULSEUR COMPRENANT UNE POMPE A HUILE ENTRAINEE PAR UN MOTEUR THERMIQUE ET UNE MACHINE ELECTRIQUE Le domaine de l'invention concerne un groupe motopropulseur de véhicule automobile comprenant une pompe à huile et un procédé de pilotage de la pompe à huile. Un groupe motopropulseur de véhicule automobile comprend une pompe à huile pour la lubrification des transmissions. Dans une configuration conventionnelle d'un groupe motopropulseur thermique la pompe à huile est entrainée par le vilebrequin du moteur thermique de traction. Pour cela, un premier circuit hydraulique d'actionnement permet de réaliser la transmission mécanique du vilebrequin du moteur thermique à l'arbre de la pompe à huile. Pour d'autres groupes motopropulseurs, par exemple une motorisation hybride, il est prévu également un circuit hydraulique d'actionnement comprenant une deuxième pompe huile entrainée par une machine électrique dédiée. En effet, 20 lorsque le moteur thermique est éteint pour un mode de motorisation tout électrique, la génération de la lubrification ne peut être réalisée par le moteur thermique. Un circuit hydraulique équipé de deux systèmes de génération de débit distinct de la lubrification, une première 25 pompe à huile entrainée par le moteur thermique et une deuxième pompe à huile entrainée par une machine électrique, présente l'inconvénient d'un coût élevé dû à l'utilisation de deux pompes à huile et l'inconvénient de son encombrement important. 30 La demanderesse a obtenu le brevet français 2884766 concernant un dispositif de transmission de puissance muni 3029464 2 d'un mécanisme à roues libres entrainant une pompe à huile. La pompe à huile peut être entrainée par l'arbre de roue, le vilebrequin du moteur thermique et une machine électrique grâce au mécanisme à roues libres comprenant deux anneaux 5 d'entrainement. Cependant, le mécanisme à roues libres est limité par son pilotage qui est fonction uniquement des paramètres de régime du moteur thermique et du régime du moteur électrique. Il existe un besoin d'améliorer le pilotage du circuit 10 d'entrainement de la pompe à huile d'un groupe motopropulseur. Plus précisément, l'invention concerne un groupe motopropulseur d'un véhicule automobile comprenant un moteur thermique, une pompe à huile et une machine électrique, l'arbre de la pompe à huile étant apte à être entrainé d'une 15 part par le vilebrequin du moteur thermique et d'autre part par le rotor de la machine électrique au moyen d'une transmission à roue libre. Selon l'invention, il comprend également un embrayage centrifuge, et le moteur thermique, l'embrayage centrifuge et la pompe à huile sont agencés de sorte à transmettre du couple de rotation du vilebrequin à l'arbre de la pompe à huile si le régime de rotation du vilebrequin est supérieur au régime de couplage de l'embrayage centrifuge. Avantageusement, la pompe à huile est actionnée en 25 fonction d'au moins trois paramètres, un premier paramètre de rotation du vilebrequin, un deuxième régime de rotation du rotor et un troisième le régime de couplage de l'embrayage étant le régime paramètre étant le paramètre étant centrifuge. 30 Selon une variante, l'embrayage centrifuge est dimensionné de sorte que le régime de couplage est actionné à 3029464 3 partir d'un régime de rotation du vilebrequin compris entre 800 et 1000 tr/min environ. Selon une variante, la machine électrique est dédiée à l'entrainement de l'arbre de la pompe à huile. 5 L'invention prévoit également un procédé de pilotage d'une pompe à huile d'un groupe motopropulseur d'un véhicule automobile conforme à l'une quelconque des variantes précédentes. Le procédé comprend : - la mesure du régime de rotation du vilebrequin, 10 - la comparaison du régime de rotation du vilebrequin avec le régime de couplage de l'embrayage centrifuge, - et le pilotage du rotor de la machine électrique à un premier ou un deuxième régime de rotation commandé en fonction du résultat de la comparaison. 15 Avantageusement, si le régime de rotation du vilebrequin est inférieur au régime de couplage de l'embrayage centrifuge, le rotor est commandé au premier régime de rotation pour l'entrainement de l'arbre de la pompe à huile, sinon le rotor est commandé au deuxième régime de rotation. 20 Plus précisément, le premier régime de rotation commandé du rotor est supérieur au régime de couplage de l'embrayage centrifuge. Plus précisément, le deuxième régime de rotation commandé du rotor est nul ou strictement inférieur au régime 25 de couplage de l'embrayage centrifuge. L'invention prévoit également un véhicule automobile comprenant un groupe motopropulseur conforme à l'une quelconque des variantes précédentes pour l'exécution du 3029464 4 procédé de pilotage conforme à l'une quelconque des variantes précédentes. Grâce à l'invention, l'entrainement de la pompe à huile est actionné au moyen de deux transmissions mécaniques ayant 5 chacune une source d'énergie dédiée, une transmission mécanique au moyen du moteur thermique de propulsion et une transmission électrique au moyen d'une machine électrique dédiée. Ainsi, il est possible d'utiliser une unique pompe à huile en adaptant le pilotage du débit de la pompe à huile en 10 fonction de paramètres de régime de rotation de la machine électrique et du moteur thermique. Par ailleurs, la transmission mécanique entre le moteur thermique et la pompe à huile comprend un embrayage centrifuge qui est un dispositif de couplage passif, ce qui permet d'une 15 part d'éviter le montage d'un dispositif d'actionnement de l'embrayage, contrairement aux embrayages classiques, et d'autre part d'élaborer le pilotage de la pompe à huile en fonction du régime de couplage de l'embrayage centrifuge, dimensionné selon le besoin. 20 Ainsi, grâce à l'invention le pilotage de la pompe à huile comprend un paramètre supplémentaire (le régime de couplage de l'embrayage) permettant d'ajouter un degré de liberté pour l'actionnement du débit de lubrification. La commutation entre l'actionnement mécanique et 25 l'actionnement électrique de la pompe à huile est entièrement passif et contrôlé par la commande des régimes de rotation de la machine électrique et du moteur thermique. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la 30 description détaillée qui suit de modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples nullement limitatifs et 3029464 5 illustrés par le dessin annexé, dans lequel la figure unique représente un schéma fonctionnel du circuit d'entrainement d'une pompe à huile au moyen d'un moteur thermique et d'une machine électrique. 5 L'invention s'applique aux groupes motopropulseurs de véhicule automobile et plus précisément aux circuits d'entrainement d'une pompe à huile pour la lubrification des transmissions et leur actionnement. L'invention concerne les groupes motopropulseurs à motorisation thermique seule mais 10 également les groupes motopropulseurs hybrides. Le groupe motopropulseur proposé dans l'invention permet de maintenir la lubrification des transmissions lorsque le moteur thermique est éteint, notamment pour les architectures hybrides et les architectures disposant un dispositif de d'arrêt et 15 redémarrage du moteur, couramment appelé par la désignation anglaise « Stop and Start ». La figure unique représente un schéma simplifié de l'entrainement de la pompe à huile 3. Le groupe motopropulseur comprend un moteur thermique 1 ayant un vilebrequin 6 entrainé 20 à un régime de rotation commandé et la pompe à huile 3 ayant un arbre de rotation pour son entrainement apte à être entrainé par le vilebrequin 6 par l'intermédiaire d'un embrayage centrifuge 2. Le moteur thermique 1 peut être piloté en régime de rotation. L'embrayage centrifuge 2 peut être dimensionné pour fournir du couple à la pompe à huile 3 lorsque le moteur thermique fournit un régime de rotation supérieur à un régime de couplage de l'embrayage centrifuge, dimensionné selon le besoin. Dans cette situation, l'embrayage centrifuge est fermé, sinon l'embrayage centrifuge est ouvert. Dans cette dernière situation, le moteur thermique 1 et la pompe à huile 3 ne sont alors plus en transmission mécanique. 3029464 6 Par ailleurs, le groupe motopropulseur comprend une machine électrique 5 ayant un rotor 7 pouvant être entrainé à un régime de rotation commandé. La machine électrique peut être pilotée en régime lorsqu'elle est alimentée par une 5 batterie. De plus, le rotor 7 de la machine électrique 5 est apte à être couplé avec l'arbre 8 de la pompe à huile 3 pour fournir un régime de rotation de la pompe à huile. Le rotor 7 et l'arbre de la pompe à huile sont en transmission mécanique au moyen d'une transmission à roue libre 4. 10 Le blocage de la transmission à roue libre 4 résulte de la différence de régime entre l'entrée et la sortie de la transmission à roue libre 4. On notera que la machine électrique 5 est dédiée à l'entrainement de la pompe à huile 3. Le moteur thermique 1 15 est le moteur de propulsion du groupe motopropulseur. La pompe à huile 3 est destinée à fournir un débit de lubrification pour des transmissions mécaniques du groupe motopropulseur, par exemple une transmission automatique, une transmission à double embrayage ou une transmission à variation continue. 20 Grâce à l'invention, l'actionnement de la commutation des sources d'énergie pour l'entrainement de la pompe à huile est passif grâce à l'utilisation de l'embrayage centrifuge 2 et de la transmission à roue libre 4. La transmission mécanique est ainsi délestée d'un dispositif de pilotage pour 25 la commutation de l'actionnement entre le moteur thermique 1 et la machine électrique 4. Dans ce but, le groupe motopropulseur comprend un calculateur de supervision (non représenté) pour le pilotage des équipements de motorisation. Des capteurs mesurent des 30 paramètres de contrôle, notamment le régime de rotation du vilebrequin 6 et le régime de rotation de la machine électrique 5, afin que le calculateur de supervision élabore 3029464 7 les commandes de pilotage du moteur thermique 1 et de la machine électrique 5. Les paramètres de régime de rotation du vilebrequin 6 et du régime de rotation du rotor 7 sont disponibles sur le réseau de données du groupe motopropulseur, 5 par exemple un réseau de contrôle CAN (pour « Controler Area Network » en anglais). Par ailleurs, le calculateur de supervision comprend des mémoires permettant l'enregistrement d'un procédé de pilotage du groupe motopropulseur et de paramètres de 10 contrôle. En particulier, un paramètre prédéfini du régime de couplage de l'embrayage centrifuge 2 est mémorisé pour piloter la machine électrique 5. De plus, un paramètre de besoin de lubrification peut 15 être défini pour élaborer la commande du régime de rotation de la machine électrique 5. Le paramètre de besoin de lubrification peut être dynamique et évolué en fonction de la situation de fonctionnement des transmissions. On notera que la masse des masselottes et la raideur 20 des ressorts de rappel de l'embrayage centrifuge 2 sont dimensionnées de sorte qu'il transmette un couple maximum à partir d'un régime de couplage compris entre 800 et 1000 tr/min environ. Toutefois, il peut être prévu dans une autre variante 25 que le régime de couplage soit compris dans une autre plage de valeur de régime, le régime de couplage dépendant de la technologie du moteur thermique. Le régime de couplage est dimensionné en fonction de la capacité du moteur thermique à fournir le régime de lubrification nécessaire à la pompe à 30 huile. 3029464 8 Le régime de couplage de l'embrayage centrifuge 2 correspond au régime d'entrainement (celui du vilebrequin 6 du moteur thermique) à partir duquel l'embrayage centrifuge 2 transmet le couple maximum pour lequel il a été dimensionné. 5 On entend par régime de rotation la vitesse de rotation d'un arbre, le vilebrequin 6 dans le cas du moteur thermique 1, le rotor 7 pour la machine électrique 5. Le régime de rotation est exprimé en tour/minute. En outre, une fonction de pilotage du débit de la pompe 10 à huile exécutée par le calculateur de supervision du groupe motopropulseur détermine les commandes du moteur thermique 1 et de la machine électrique 5 en fonction du paramètre de régime de rotation du vilebrequin 6, du paramètre prédéfini de régime de couplage de l'embrayage centrifuge 2 et du paramètre 15 de régime de rotation de la machine électrique 5. L'invention prévoit également le procédé de pilotage de la pompe à huile 3. Les étapes du procédé de pilotage sont exécutées par le calculateur de supervision du groupe motopropulseur. Le calculateur comprend des moyens de calcul 20 pour l'exécution des instructions d'un programme informatique de pilotage de la pompe à huile lorsque le procédé de pilotage est exécuté. Le procédé de pilotage de la pompe à huile 3 comprend : - la mesure du régime de rotation du vilebrequin 6, 25 - la comparaison du régime de rotation du vilebrequin 6 avec le régime de couplage de l'embrayage centrifuge 2, - et le pilotage du rotor 7 de la machine électrique 5 à un premier ou un deuxième régime de rotation commandé en fonction du résultat de la comparaison. 3029464 9 En particulier, si le régime de rotation du vilebrequin 6 du moteur thermique 1 est inférieur au régime de couplage de l'embrayage centrifuge 2 le rotor 7 est commandé au premier régime de rotation pour l'entrainement de l'arbre 8 de la 5 pompe à huile 3, sinon le rotor 7 est commandé au deuxième régime de rotation. Cette situation correspond à une situation de vie pour laquelle : - dans le cas d'un véhicule hybride, le moteur 10 thermique 1 est à l'arrêt et la traction du véhicule est réalisée par la motorisation alternative du groupe motopropulseur hybride (électrique ou hydraulique), - dans le cas d'un véhicule équipé d'un système « Stop and Start », le moteur thermique 1 est à l'arrêt et le 15 véhicule est en roue libre. Dans ce dernier cas, le moteur thermique 1 peut être à l'arrêt lors d'un arrêt provisoire à un feu rouge, ou signalement d'arrêt par exemple, un arrêt pouvant durer de quelques secondes à plusieurs dizaines de secondes. 20 On notera que lorsque le moteur thermique 1 n'est pas en régime de rotation l'embrayage centrifuge 2 est ouvert. La machine électrique 5 est commandée au premier régime de rotation pour entrainer la pompe à huile 3 pour répondre au besoin de lubrification. Ainsi, la lubrification des 25 transmissions est maintenue même lorsque le moteur thermique 1 est à l'arrêt. Dans cette situation, la transmission à roue libre 4 est bloquée si le régime de rotation du vilebrequin 6 du moteur thermique 1 est nul. Le premier régime de rotation commandé du rotor 7 est 30 supérieur au paramètre du régime de couplage de l'embrayage centrifuge 2 (supérieur ou égal à 800 tr/min environ). Le 3029464 10 premier régime de rotation commandé du rotor 7 est calculé pour fournir un débit de lubrification aux transmissions mécaniques. Le premier régime de rotation commandé du rotor 7 est fixe ou dynamique en fonction d'un paramètre de besoin de 5 lubrification. Le deuxième régime de rotation commandé du rotor 7 est nul ou strictement inférieur au régime de couplage de l'embrayage centrifuge 2. La transmission à roue libre 4 ne se bloque pas tant que le régime du rotor 7 est inférieur au 10 régime de l'arbre 8 de la pompe à huile. Dans cette situation, le régime de rotation du vilebrequin 6 est supérieur au régime de couplage de l'embrayage centrifuge 2. On notera que le régime de rotation de l'embrayage 15 centrifuge 2 est égal au régime de rotation du vilebrequin 6 du moteur thermique 1 lorsque le régime du vilebrequin 6 est égal ou supérieur au régime de couplage de l'embrayage centrifuge 2 (dépendant du dimensionnement mécanique de l'embrayage centrifuge 2). Sinon le régime de l'embrayage 20 centrifuge est nul. REVENDICATIONS1. Groupe motopropulseur d'un véhicule automobile comprenant un moteur thermique (1), une pompe à huile (3) et une machine électrique (5), l'arbre (8) de la pompe à huile (3) étant apte à être entrainé d'une part par le vilebrequin (6) du moteur thermique (1) et d'autre part par le rotor (7) de la machine électrique (5) au moyen d'une transmission à roue libre (4), caractérisé en ce qu'il comprend également un embrayage centrifuge (2), et en ce que le moteur thermique (1), l'embrayage centrifuge (2) et la pompe à huile (3) sont agencés de sorte à transmettre du couple de rotation du vilebrequin (6) à l'arbre (8) de la pompe à huile (3) si le régime de rotation du vilebrequin (6) est supérieur au régime de couplage de l'embrayage centrifuge (2). 2. Groupe motopropulseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pompe à huile (3) est actionnée en fonction d'au moins trois paramètres, un premier paramètre étant le régime de rotation du vilebrequin (6), un deuxième paramètre étant le régime de rotation du rotor (7) et un troisième paramètre étant le régime de couplage de l'embrayage centrifuge (2). 3. Groupe motopropulseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'embrayage centrifuge (2) est dimensionné de sorte que le régime de couplage est actionné à partir d'un régime de rotation du vilebrequin (6) compris entre 800 et 1000 tr/min environ. 4. Groupe motopropulseur selon l'une quelconque des 30 revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la machine 3029464 12 électrique (5) est dédiée à l'entrainement de l'arbre (8) de la pompe à huile (3). 5. Procédé de pilotage d'une pompe à huile d'un groupe motopropulseur d'un véhicule automobile conforme à l'une 5 quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend : - la mesure du régime de rotation du vilebrequin (6), - la comparaison du régime de rotation du vilebrequin (6) avec le régime de couplage de l'embrayage centrifuge (2), 10 - et le pilotage du rotor (7) de la machine électrique (5) à un premier ou un deuxième régime de rotation commandé en fonction du résultat de la comparaison. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que si le régime de rotation du vilebrequin (6) est inférieur 15 au régime de couplage de l'embrayage centrifuge (2), le rotor (7) est commandé au premier régime de rotation pour l'entrainement de l'arbre (8) de la pompe à huile (3), sinon le rotor (7) est commandé au deuxième régime de rotation. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 20 à 6, caractérisé en ce que le premier régime de rotation commandé du rotor (7) est supérieur au régime de couplage de l'embrayage centrifuge (2). 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le deuxième régime de rotation 25 commandé du rotor (7) est nul ou strictement inférieur au régime de couplage de l'embrayage centrifuge (2). 9. Véhicule automobile comprenant un groupe motopropulseur conforme à l'une quelconque des revendications 3029464 13 1 à 4 pour l'exécution du procédé de pilotage conforme à l'une quelconque des revendications 5 à 8.