Brevet FR3034471A1 — publié le 20161007

Système pour véhicule automobile La présente invention concerne un système pour véhicule 5 automobile, notamment un camion ou un bus. L'invention vise notamment à permettre une fonction de démarrage automatique, ou encore appelée Stop-Start, sur un camion ou un bus. Dans le contexte de camion ou de bus, il est plus difficile de 10 réaliser la fonction Stop-Start, notamment du fait qu'il est nécessaire de produire des couples importants pour amorcer la rotation du moteur à combustion interne. En outre, si une machine électrique réversible est utilisée pour entrainer le moteur à combustion via une courroie, lors de démarrage automatique, la courroie peut glisser, ce qui n'est pas 15 souhaitable. L'invention vise notamment à pallier ce type de difficulté. L'invention a ainsi pour objet un système pour véhicule automobile, ce système comportant : 20 - une machine électrique réversible configurée pour pouvoir produire un courant électrique lorsque cette machine fonctionne en alternateur, et participer au démarrage du moteur à combustion interne du véhicule lorsque cette machine fonctionne en moteur, 25 un démarreur pour démarrer le moteur à combustion interne du véhicule à l'issue d'une phase d'arrêt automatique, encore appelée ldling Stop en anglais, pour les premières compressions du moteur thermique, avant que la machine réversible ne prenne le relais pour les compressions 30 suivantes notamment jusqu'à un régime de ralenti. 3034471 2 Grâce à l'invention, il est possible de réduire les sollicitations sur le démarreur en phase de redémarrage automatique car la machine électrique prend le relais, ce qui permet de préserver la durée de vie du démarreur. De plus, l'invention permet une montée en régime plus rapide et ainsi réduire le temps de redémarrage. En outre, l'invention permet de repousser le début de l'injection afin de réaliser des économies de carburant. L'invention permet encore de réduire les polluants en phase de 10 redémarrage du moteur. La phase d'arrêt automatique correspond par exemple à un arrêt à un feu rouge, et le moteur à combustion est redémarré lorsque le conducteur appuie sur la pédale d'accélérateur ou d'embrayage. La machine peut être une machine électrique tournante 15 synchrone à double excitation, c'est-à-dire comportant un rotor muni d'aimants permanents et d'un bobinage d'excitation. Avantageusement, le démarreur est agencé pour pouvoir démarrer le moteur à combustion à froid, en plus de contribuer aux redémarrages automatiques du moteur à combustion. Ce type de 20 démarreur est encore appelé démarreur renforcé. Par exemple, ce type de démarreur est capable de réaliser environ 300 000 cycles de démarrage/redémarrage. Le démarreur comporte de préférence un pignon agencé pour coopérer avec un volant du moteur à combustion. 25 Le démarreur est par exemple à engrènement permanent avec un volant du moteur à combustion. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, la machine électrique réversible est agencée pour coopérer avec le moteur à combustion via une courroie de transmission. Grâce à l'invention, lorsque la 30 machine réversible prend le relais après le démarreur, les efforts à 3034471 3 développer par la machine réversible sont moindres de sorte à limiter le risque de glissement de la courroie. La machine électrique réversible comporte notamment une poulie agencée pour coopérer avec la courroie de transmission. 5 La machine électrique présente notamment une puissance électrique comprise entre 4 et 25 KWatts, notamment entre 6 et 12 KWatts, notamment une puissance sensiblement égale à 8 KWatts. La machine électrique est, si on le souhaite, configurée pour générer du courant électrique lors d'un freinage du moteur véhicule. Ceci permet du freinage récupératif. Le cas échéant, la machine électrique est configurée pour pouvoir assister le moteur à combustion lorsque ce dernier est en fonctionnement. Le démarreur est avantageusement agencé pour entrainer le moteur à combustion jusqu'à un seuil de vitesse de rotation du moteur, notamment 50 tours/minute, puis, une fois la mise en rotation d'un vilebrequin du moteur amorcée, la machine électrique réversible prend le relais pour permettre la montée en régime du moteur vers son régime ralenti. L'invention a encore pour objet un procédé pour démarrer un moteur à combustion interne à l'issue d'une phase d'arrêt automatique, le procédé comportant les étapes suivantes : - Mettre en rotation un vilebrequin du moteur à combustion à l'aide d'un démarreur, - Une fois la rotation du vilebrequin amorcée, utiliser une machine électrique réversible pour permettre la montée en régime du moteur à combustion notamment vers un régime de ralenti. Le procédé peut comporter l'étape suivante : - Lorsque le régime ralenti est atteint, procéder à l'injection de carburant vers le moteur à combustion. 3034471 4 L'invention est particulièrement avantageuse pour un camion ou un bus. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, 5 caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence au dessin annexé dans lequel : - la figure 1 est une vue schématique et partielle, d'un système selon un exemple de réalisation de l'invention, 10 - les figures 2 et 3 illustrent l'évolution de la vitesse de rotation du moteur à combustion en fonction du temps, respectivement selon un fonctionnement utilisant seulement un démarreur, et selon un fonctionnement selon l'invention, et - la figure 4 est un schéma blocs illustrant le fonctionnement du 15 système de la figure 1. On a représenté sur la figure 1 un système 1 pour véhicule automobile, ce système comportant : - une machine électrique réversible 2 configurée 20 pour pouvoir produire un courant électrique lorsque cette machine fonctionne en alternateur, et participer au démarrage d'un moteur à combustion interne 3 du véhicule lorsque cette machine 2 fonctionne en moteur électrique, - un démarreur 4 pour démarrer le moteur à 25 combustion interne 3 du véhicule à l'issue d'une phase d'arrêt automatique, pour les premières compressions du moteur thermique 3, avant que la machine réversible 2 ne prenne le relais pour les compressions suivantes jusqu'à un régime de ralenti. 3034471 5 Dans l'exemple décrit, la machine 2 est une machine électrique tournante synchrone à double excitation, c'est-à-dire comportant un rotor muni d'aimants permanents et d'un bobinage d'excitation. Lorsque la machine 2 fonctionne en alternateur, cette machine 2 5 permet de recharger une batterie d'une architecture électrique 5 du véhicule. Cette architecture 5 peut comporter ou non un convertisseur DC/DC. La machine électrique réversible 2 est agencée pour coopérer avec le moteur à combustion 3 via une courroie de transmission 10. 10 La machine électrique 2 comporte à cet effet une poulie 11 agencée pour coopérer avec la courroie de transmission 10. Le moteur à combustion 3 comporte un vilebrequin 14 qui coopère avec la courroie 10 de sorte que ce moteur 3 peut être sélectivement entrainé par la machine 2 ou entrainer cette machine 2. 15 La machine électrique 2 présente une puissance électrique comprise entre 4 et 25 KWatts. La machine 2 comporte une électronique de puissance intégrée. En variante, cette électronique de puissance peut être déportée. La machine électrique 2 est configurée pour générer du courant 20 électrique lors d'un freinage du moteur véhicule. Ceci permet du freinage récupératif. Le cas échéant, la machine électrique est configurée pour pouvoir assister le moteur à combustion lorsque ce dernier est en fonctionnement. Le véhicule est un camion ou un bus. Par exemple, un tel 25 véhicule pèse au moins 7 tonnes et/ou présente un moteur thermique de cylindrée d'au moins 4L. La phase d'arrêt automatique correspond par exemple à un arrêt à un feu rouge, et le moteur à combustion 3 est redémarré automatiquement lorsque le conducteur appuie sur la pédale d'accélérateur 30 ou d'embrayage. 3034471 6 Le démarreur 4 est agencé pour pouvoir démarrer le moteur à combustion 3 à froid, en plus de contribuer aux redémarrages automatiques du moteur à combustion. Ce type de démarreur est encore appelé démarreur renforcé. Par exemple, ce type de démarreur est capable 5 de réaliser 300 000. cycles de démarrage/redémarrage. Le démarreur 4 comporte un pignon 7 agencé pour coopérer avec un volant 8 du moteur à combustion 3. Le démarreur 4 est, dans l'exemple décrit, à engrènement permanent avec le volant 8 du moteur à combustion via le pignon 7. 10 D'autres types de démarreur peuvent bien entendu être utilisés à la place du type à engrènement permanent. Dans l'exemple décrit, la machine électrique réversible 2 et le démarreur électrique 4 relié électriquement à l'architecture électrique 5, sont accouplés au moteur thermique 3 respectivement sur deux faces 15 opposés du moteur. Ainsi l'un des accouplements est sur la face avant du moteur 3 et l'autre des accouplements est sur la face arrière du moteur 3. Le démarreur 4 est agencé pour entrainer le moteur à combustion 3 jusqu'à un seuil de vitesse de rotation du moteur 3, dans 20 l'exemple décrit 50 tours/minute, puis, une fois la mise en rotation du vilebrequin 14 du moteur amorcée, la machine électrique réversible 2 prend le relais pour permettre la montée en régime du moteur vers son régime ralenti. Ainsi le système 1 fonctionne de la manière suivante : 25 - Mettre en rotation le vilebrequin 14 du moteur à combustion 3 à l'aide du démarreur 4, la machine 2 étant à l'arrêt jusqu'à ce que le vilebrequin 14 commence à tourner (phase 1 de la figure 3, étape 30 de la figure 4), - Une fois la rotation du vilebrequin 14 amorcée, utiliser la 30 machine électrique réversible 2 pour permettre la montée en régime du moteur à combustion 3 vers un régime de ralenti R, le 3034471 7 démarreur 4 n'étant plus sollicité (phase 2 de la figure 3, étape 31 de la figure 4), Lorsque le régime ralenti R est atteint, procéder à l'injection de carburant vers le moteur à combustion 3 (phase 3 de la figure 3, 5 étape 32 de la figure 4). Comparé à un fonctionnement sans machine réversible et uniquement avec un démarreur pour le démarrage, comme illustré sur la figure 2, la phase 1 qui utilise le démarreur est raccourci en temps grâce à l'invention, et avantageusement le début de l'injection du carburant est 10 repoussé, ce qui permet de réduire la consommation et les émissions de polluants. De plus le démarreur 4, dans l'invention, est sollicité jusqu'à un seuil de vitesses de rotation Si qui est plus faible qu'un seuil S2 dans le cas d'un démarrage avec démarreur seul. L'invention permet ainsi de 15 réduire les sollicitations sur le démarreur 4. REVENDICATIONS1. Système (1) pour véhicule automobile, ce système comportant : - une machine électrique réversible (2) configurée pour pouvoir produire un courant électrique lorsque cette machine fonctionne en alternateur, et participer au démarrage d'un moteur â combustion interne (3) du véhicule lorsque cette machine fonctionne en moteur, - un démarreur (4) pour démarrer le moteur à combustion interne du véhicule à l'issue d'une phase d'arrêt automatique pour les premières compressions du moteur à combustion, avant que la machine réversible ne prenne le relais pour les compressions suivantes notamment jusqu'à un régime de ralenti. 2. Système selon la revendication précédente, le démarreur (4) étant agencé pour pouvoir démarrer le moteur à combustion à froid. 3. Système selon l'une des revendications précédentes, le démarreur comporte un pignon (7) agencé pour coopérer avec un volant (8) du moteur à combustion. 4. Système selon l'une des revendications précédentes, la machine électrique réversible (2) est agencée pour coopérer avec le moteur à combustion (3) via une courroie de transmission (10). 3034471 5. Système selon rune des revendications précédentes, la machine électrique réversible (2) comporte une poulie (11) agencée pour coopérer avec la courroie de transmission (10). 5 6. Système selon l'une des revendications précédentes, la machine électrique (2) présentant une puissance électrique comprise entre 4 et 25 KWatts, notamment entre 6 et 12 } 7. Système selon l'une _des revendications précédentes, le démarreur (4) est agencé pour entrainer le moteur à combustion jusqu'à un seuil de vitesse de rotation du moteur, notamment 50 tours/minute, puis, une fois la mise en rotation d'un vilebrequin du moteur amorcée, la machine électrique réversible prend le relais pour permettre la montée en 15 régime du moteur notamment vers son régime ralenti (R). 8. Procédé pour démarrer un moteur à combustion interne à l'issue d'une phase d'arrêt automatique, le procédé comportant les étapes suivantes : 20 - Mettre en rotation un vilebrequin du moteur à combustion à l'aide d'un démarreur, Une fois la rotation du vilebrequin amorcée, utiliser une machine électrique réversible pour permettre la montée en régime du moteur à combustion notamment vers un régime de 25 ralenti. 9. Procédé selon la revendication précédente, comportant l'étape suivante : - Lorsque le régime ralenti est atteint, procéder à l'injection de 30 carburant vers le moteur à combustion.35