Brevet FR3034737A1 — publié le 20161014

PROCEDE DE GESTION D'UN VEHICULE HYBRIDE AVEC BOITE DE VITESSES AUTOMATIQUE EN CAS DE DEFAILLANCE DE CETTE BOITE La présente invention concerne un procédé de gestion de la chaîne de traction d'un véhicule automobile hybride équipé d'une boîte de vitesses automatique, ainsi qu'un véhicule automobile comportant des moyens mettant en oeuvre un tel procédé de gestion. Un type de véhicule automobile hybride connu comporte un moteur thermique constituant la motorisation principale, qui entraîne les roues motrices par une boîte de vitesses automatique, et une motorisation auxiliaire reliée à un moyen de stockage de l'énergie, qui peut fonctionner en moteur en délivrant un couple additionnel aux roues, ou en génératrice en rechargeant le moyen de stockage de l'énergie. L'énergie auxiliaire peut être notamment une énergie électrique stockée 15 dans des batteries, ou une pression hydraulique stockée dans des accumulateurs de pression. Ces véhicules hybrides présentent plusieurs modes de fonctionnement, comprenant en particulier un mode de traction par le moteur thermique seul, un mode zéro émission appelé « ZEV » comportant une traction uniquement 20 avec la motorisation auxiliaire, un mode combiné appelé « Boost » comportant une traction avec les deux motorisations pour disposer d'une puissance maximale, et un mode freinage freinant le véhicule avec une récupération d'énergie rechargeant la réserve d'énergie auxiliaire. Les moyens de stockage de l'énergie auxiliaire contiennent 25 généralement une quantité d'énergie réduite, afin de présenter un encombrement et une masse acceptables permettant de les installer dans les véhicules automobiles de tourisme. La motorisation auxiliaire présente alors des capacités de fourniture de couple à partir du moyen de stockage d'énergie auxiliaire, qui sont limitées en puissance et en durée. 30 Les boîtes de vitesses automatiques généralement développées pour les véhicules automobiles conventionnels sans hybridation, comportent un calculateur électronique propre capable de gérer entièrement en « mode 3034737 2 automatique » la sélection des rapports de vitesse ainsi que leurs passages, en liaison avec la demande du conducteur et les paramètres de fonctionnement du véhicule. Un type de boîte de vitesses automatique couramment utilisé, comporte 5 des trains planétaires commandés par différents éléments de friction comprenant des freins et embrayages, actionnés par un fluide maintenu sous pression, en passant par des électrovannes de pilotage. Ces boîtes de vitesses automatiques présentent un état appelé « neutre hydraulique » avec le levier de commande mis dans la position neutre, qui 10 fait chuter la pression hydraulique afin de n'engager aucun élément de friction, et un état appelé « neutre électrique » qui maintient une pression hydraulique tout en commandant les électrovannes pour obtenir une chaîne cinématique ne transmettant pas de couple. Le calculateur de la boîte de vitesses automatique comporte généralement un « mode de secours » appelé aussi « Emergency Mode » (EM), qui en cas de défaillance de son système empêchant des passages de rapports, par exemple avec un court-circuit sur une électrovanne de commande du fluide, reconfigure de manière autonome la boîte de vitesses pour passer dans un état sûr comprenant l'engagement d'un unique rapport choisi parmi ceux que le système est capable d'engager. Pour cela on utilise si possible le troisième rapport, qui réalise un compromis entre le couple et la vitesse délivrée sur les roues motrices. La prestation est dégradée, mais le véhicule peut quand même terminer un trajet. Dans ce cas un voyant d'indication de la panne s'affiche au tableau de bord. Pour une application dans les véhicules hybrides, le mode automatique de ce type de boîte de vitesses peut être géré par un calculateur de coordination de la chaîne de traction, prenant en compte l'ensemble des paramètres de fonctionnement de cette chaîne, comprenant en particulier ceux de la motorisation auxiliaire comme le niveau de charge du moyen de stockage d'énergie, pour sélectionner les rapports de transmission à engager. 3034737 3 La boîte de vitesses automatique reçoit alors la consigne de rapport et effectue avec les logiciels de son calculateur propre les changements demandés, en réalisant ainsi une meilleure répartition de couple venant de chaque motorisation pour répondre à la demande du conducteur tout en 5 réduisant la consommation d'énergie. De plus dans le cas d'un moteur thermique entraînant les roues avant du véhicule et d'une motorisation auxiliaire entraînant les roues arrière, le calculateur de coordination répartit le couple entre ces deux essieux afin d'obtenir les meilleures performances ainsi qu'une bonne sécurité. 10 Pour ce type d'architecture un passage de la boîte de vitesses automatique en mode de secours suite à une défaillance interne, peut poser des problèmes de sécurité en engageant de manière autonome un rapport de la transmission non demandé par le calculateur de coordination, alors que la chaîne de traction est dans un état qui va permettre le déplacement du 15 véhicule avec cet engagement. On peut avoir en particulier une avance lente formant un mode de marche rampante, avec le véhicule entraîné par le moteur thermique tournant à une faible vitesse. On a alors un mouvement du véhicule inattendu, qui est une défaillance grave pouvant causer des accidents, notamment des collisions avec des 20 personnes. La présente invention a notamment pour but de résoudre ces problèmes de l'art antérieur. Elle propose à cet effet un procédé de gestion de la chaîne de traction d'un véhicule automobile hybride comportant un moteur thermique entraînant 25 les roues motrices par une boîte de vitesses automatique disposant d'un calculateur propre de gestion, présentant un mode de secours engageant de manière autonome en cas de défaillance de la boîte un rapport de vitesse, cette chaîne de traction comportant de plus une motorisation auxiliaire reliée à un moyen de stockage d'énergie, et un calculateur de coordination de 30 l'ensemble de la chaîne de traction qui détermine dans un mode de fonctionnement normal le choix des rapports de vitesse, ce procédé effectuant en cas de défaillance de la boîte de vitesses, une reconfiguration 3034737 4 du calculateur de coordination commandant systématiquement l'arrêt du moteur thermique si la vitesse du véhicule est inférieure à un seuil maximum, et si la boîte de vitesses est dans un état de neutre électrique comprenant une commande électrique de ses éléments de friction donnant une chaîne 5 cinématique ouverte en maintenant une génération de pression hydraulique destinée à la commande de ces éléments. Un avantage de ce procédé de gestion est que l'on assure la sécurité du véhicule en évitant son déplacement indésirable, en arrêtant systématiquement le moteur thermique dans les cas où il y a un risque de 10 déplacement avec ce moteur tournant, même au ralenti, qui pourrait alors entraîner le véhicule par le rapport de vitesse du mode de secours engagé de manière autonome par la boîte de vitesses, sans le contrôle du calculateur de coordination. Le procédé de gestion de la chaîne de traction selon l'invention peut de 15 plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, en cas de défaillance de la boîte de vitesses son calculateur de gestion émet un flux de communication destiné au calculateur de coordination, indiquant cette défaillance. 20 En particulier, le flux de communication émis par le calculateur de gestion, peut être un flux binaire. Avantageusement, l'état de neutre électrique de la boîte de vitesses est défini par un flux d'informations émis par le calculateur de coordination et destiné au calculateur de gestion de la boîte de vitesses, ou par une 25 information venant de ce calculateur de gestion de la boîte de vitesses indiquant son état de neutre électrique, destinée au calculateur de coordination. Avantageusement si la vitesse du véhicule est supérieure au seuil maximum, ou si la boîte de vitesses n'est pas dans l'état de neutre 30 électrique, alors le calculateur de coordination applique une demande de traction autorisant le maintien du fonctionnement du moteur thermique ou son démarrage. 3034737 5 L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile hybride comportant un moteur thermique entraînant les roues motrices par une boîte de vitesses automatique disposant d'un calculateur propre de gestion, présentant un mode de secours engageant de manière autonome en cas de 5 défaillance de la boîte un rapport de vitesse, cette chaîne de traction comportant de plus une motorisation auxiliaire reliée à un moyen de stockage d'énergie, et un calculateur de coordination de l'ensemble de la chaîne de traction qui détermine dans un mode de fonctionnement normal le choix des rapports de vitesse, ce véhicule comportant des moyens mettant 10 en oeuvre un procédé de gestion de la chaîne de traction comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. En particulier la motorisation auxiliaire peut comporter une machine électrique entraînant les roues arrière du véhicule. En particulier le calculateur propre de gestion peut comporter des 15 moyens engageant en cas de défaillance de la boîte de vitesses, le troisième rapport de cette boîte. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après, donnée à titre d'exemple et de manière non limitative, en référence au dessin 20 annexé de la figure 1 présentant un schéma d'un véhicule hybride électrique mettant en oeuvre un procédé de gestion de la chaîne de traction selon l'invention. La figure 1 présente un moteur thermique 2 relié à une boîte de vitesses automatique 4 comportant un différentiel de sortie 6, qui entraîne de chaque 25 côté une roue motrice avant 10 par un arbre de roue 8. La boîte de vitesses automatique 4 comporte des trains planétaires commandés par des embrayages et des freins actionnés par une pression hydraulique, afin de réaliser différentes combinaisons donnant plusieurs rapports de marche avant et un rapport de marche arrière. 30 La pression hydraulique est délivrée aux embrayages et aux freins par des électrovannes de commande, pilotées par un calculateur électronique propre de gestion de la boîte de vitesses automatique 12. 3034737 6 La boîte de vitesses automatique 4 comporte un état neutre hydraulique, qui fait chuter la pression hydraulique quand le conducteur met le levier de commande dans la position « neutre ». Tant que le levier est dans cette position, en l'absence de pression hydraulique aucun rapport de 5 la boîte de vitesses ne peut s'engager, même en cas de défaillance électrique qui ouvrirait des électrovannes. Quand le levier de commande est dans une position de marche avant ou arrière, la pression hydraulique est établie dans la boîte de vitesses, mais cette transmission peut être dans un état de neutre électrique dans lequel la 10 commande des freins et des embrayages est telle que la boîte de vitesses est ouverte, ne transmettant aucun couple. Le train arrière comporte une motorisation auxiliaire comprenant une machine électrique centrale 14 entraînant de chaque côté une roue arrière 18 par un arbre de roue 16, qui est reliée à des batteries non représentées 15 de manière à travailler en moteur en prélevant une énergie sur ces batteries, ou en génératrice en produisant un courant de recharge des batteries à partir du freinage du véhicule. Un calculateur de coordination 20 reçoit des informations sur la demande du conducteur, en particulier la position de la pédale d'accélérateur 20 et du levier de commande de la transmission, ainsi que sur le fonctionnement du véhicule, en particulier venant du moteur thermique 2, de la boîte de vitesses automatique 4 et de la machine électrique 14 avec ses batteries, pour optimiser le fonctionnement des différentes motorisations. En particulier le calculateur de coordination 20 sélectionne le rapport de 25 vitesse à engager par la boîte de vitesses automatique 4 en fonction des demandes du conducteur, et en optimisant le fonctionnement des deux motorisations pour obtenir le meilleur rendement, puis transmet cette consigne au calculateur de gestion 12 de cette boîte qui réalise lui-même le changement de rapport. 30 Le calculateur de coordination 20 peut envoyer au calculateur de gestion 12 une consigne de neutre électrique pour la boîte de vitesses 4. En 3034737 7 complément la boîte de vitesses 4 peut donner une information sur son état de neutre électrique, destinée au calculateur de coordination 20. En cas de défaillance de la boîte de vitesses automatique 4, son calculateur de gestion 12 peut commander de manière autonome un mode 5 secours EM indépendamment des consignes venant du calculateur de coordination 20, qui engage un rapport de la transmission permettant un certain roulage du véhicule. On utilise notamment un rapport intermédiaire de la boîte de vitesses 4, en particulier le troisième rapport. Lors d'une défaillance d'un composant de la boîte de vitesses 10 automatique 4, le procédé selon l'invention comporte une étape où le calculateur de gestion 12 avertit le calculateur de coordination 20 de son nouvel état par un flux de communication, qui peut être binaire pour obtenir un message simple. En particulier ce flux peut être appelé : « ETAT_MD_BV », pour état 15 mode dégradé boîte de vitesses. Dans ce cas on a alors ETAT _ MD _BV = Vrai. Grâce à ce flux le calculateur de coordination 20 est informé du nouvel état de la boîte de vitesses 4, et réalise aussitôt une reconfiguration. Par ailleurs la motorisation auxiliaire 14 avec ses batteries comportant 20 une quantité d'énergie limitée, ne permettant pas un roulage prolongé avec cette unique énergie, et délivrant un couple assez faible, il convient de maintenir le fonctionnement du moteur thermique 2. Le calculateur de coordination 20 va alors appliquer la reconfiguration comportant une demande prioritaire de génération de couple sur le train 25 avant, comprenant le démarrage du moteur thermique 2 si celui est arrêté, et l'inhibition de ses arrêts. En particulier cette reconfiguration peut s'appeler « Demande traction thermique ». De cette manière le moteur thermique 2 peut délivrer un couple complémentaire s'ajoutant à celui délivré par la motorisation auxiliaire 14, en 30 utilisant le rapport intermédiaire de la boîte de vitesses 4 imposé par le mode secours EM. 3034737 8 Toutefois avant le démarrage du moteur thermique 2, le procédé fait une vérification sur la vitesse du véhicule qui doit être nulle ou très basse, inférieure à un seuil, et sur l'état de la boîte de vitesses 4 qui doit être au neutre électrique, pour déterminer si ces deux conditions sont réunies un 5 risque d'incident par un entraînement du véhicule. En particulier le flux de demande de neutre électrique à la boîte de vitesses 4, peut s'appeler « DDE_DECLU ». En effet dans ce cas l'engagement de manière autonome par le calculateur de gestion 12 du rapport du mode de secours EM, permis par la 10 pression hydraulique maintenue dans l'état de neutre électrique, conduirait à l'entraînement du véhicule par le moteur thermique 2 alors que le calculateur de coordination 20 ne l'a pas décidé. En particulier avec le moteur thermique 2 tournant au ralenti, on obtient alors le mode de marche rampante qui peut même à faible vitesse percuter 15 un piéton ou causer d'autres accidents. Le procédé vérifie dans la reconfiguration après avoir reçu le flux ETAT MD BV = Vrai, les conditions suivantes : VITESSE VEHICULE REVENDICATIONS1. Procédé de gestion de la chaîne de traction d'un véhicule automobile hybride comportant un moteur thermique (2) entraînant les roues motrices (10) par une boîte de vitesses automatique (4) disposant d'un calculateur propre de gestion (12), présentant un mode de secours engageant de manière autonome en cas de défaillance de la boîte un rapport de vitesse, cette chaîne de traction comportant de plus une motorisation auxiliaire (14) reliée à un moyen de stockage d'énergie, et un calculateur de coordination (20) de l'ensemble de la chaîne de traction qui détermine dans un mode de fonctionnement normal le choix des rapports de vitesse, caractérisé en ce qu'en cas de défaillance de la boîte de vitesses (4), il effectue une reconfiguration du calculateur de coordination (20) commandant systématiquement l'arrêt du moteur thermique (2) si la vitesse du véhicule est inférieure à un seuil maximum, et si la boîte de vitesses est dans un état de neutre électrique comprenant une commande électrique de ses éléments de friction donnant une chaîne cinématique ouverte en maintenant une génération de pression hydraulique destinée à la commande de ces éléments. 2 - Procédé de gestion selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'en cas de défaillance de la boîte de vitesses (4), son calculateur de gestion (12) émet un flux de communication destiné au calculateur de coordination (20), indiquant cette défaillance. 3 - Procédé de gestion selon la revendication 2, caractérisé en ce que le flux de communication émis par le calculateur de gestion (12), est un flux binaire. 4 - Procédé de gestion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'état de neutre électrique de la boîte de vitesses (4) est défini par un flux d'informations émis par le calculateur de coordination (20) et destiné au calculateur de gestion de la boîte de vitesses (12), ou par une information venant de ce calculateur de gestion de la boîte 3034737 10 de vitesses (12) indiquant son état de neutre électrique, destinée au calculateur de coordination (20). 5 - Procédé de gestion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que si la vitesse du véhicule est supérieure 5 au seuil maximum, ou si la boîte de vitesses n'est pas dans l'état de neutre électrique, alors le calculateur de coordination (20) applique une demande de traction autorisant le maintien du fonctionnement du moteur thermique (2) ou son démarrage. 6 - Véhicule automobile hybride comportant un moteur thermique (2) 10 entraînant les roues motrices (10) par une boîte de vitesses automatique (4) disposant d'un calculateur propre de gestion (12), présentant un mode de secours engageant de manière autonome en cas de défaillance de la boîte un rapport de vitesse, cette chaîne de traction comportant de plus une motorisation auxiliaire (14) reliée à un moyen de stockage d'énergie, et un 15 calculateur de coordination (20) de l'ensemble de la chaîne de traction qui détermine dans un mode de fonctionnement normal le choix des rapports de vitesse, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens mettant en oeuvre un procédé de gestion de la chaîne de traction réalisé suivant l'une quelconque des revendications précédentes. 20 7 - Véhicule automobile hybride selon la revendication 6, caractérisé en ce que la motorisation auxiliaire (14) comporte une machine électrique entraînant les roues arrière du véhicule. 8 - Véhicule automobile hybride selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le calculateur propre de gestion (12) comporte des 25 moyens engageant en cas de défaillance de la boîte de vitesses (4), le troisième rapport de cette boîte.