Brevet FR3059966A1 — publié le 20180615

[0001] La présente invention concerne un procédé de gestion de la commande du moteur thermique d'un véhicule hybride utilisant au moins une machine électrique pour la traction de ce véhicule, ainsi qu'un véhicule automobile comportant des moyens mettant en oeuvre un tel procédé de gestion. [0002] Un type de véhicule hybride connu comporte pour sa traction un moteur thermique, et, en parallèle, une machine électrique alimentée par des batteries de traction présentant une haute tension, par exemple 400 à 700V, ainsi qu'une capacité de charge importante. La machine électrique peut être liée à la transmission du moteur thermique pour réaliser différentes combinaisons de fonctionnement, ou indépendante en entraînant par exemple directement les roues arrière. [0003] Suivant les conditions de roulage afin d'optimiser la consommation de carburant, on peut utiliser le moteur thermique seul, la machine électrique seule, ou ces deux motorisations en combinaison suivant un mode de fonctionnement hybride. La machine électrique peut fonctionner en moteur, ou en génératrice pour recharger les batteries de traction. [0004] Par ailleurs pour effectuer de manière automatique des manoeuvres du véhicule, par exemple pour entrer dans une place de parking, un procédé d'assistance connu pour une fonction de parking automatique, présenté notamment par le document FR-B1- 2785383, déplace automatiquement le véhicule en utilisant sa motorisation, vers l'avant ou vers l'arrière, suivant certaines conditions de braquage des roues effectué par le conducteur. [0005] D'autres fonctions connues pour des véhicules disposant d'une direction assistée électrique, réalisent de manière entièrement automatique après avoir détecté une place de parking accessible, à la fois l'avance et le recul du véhicule, ainsi que le braquage des roues en utilisant la motorisation de la direction assistée. [0006] En particulier, les véhicules hybrides présentés ci-dessus, peuvent utiliser la machine électrique de traction alimentée par les batteries de traction pour réaliser de manière automatique le roulage du véhicule vers l'avant et l'arrière pendant ces 30 manoeuvres. 3059966 2 [0007] Par ailleurs, les véhicules automobiles comportent un réseau de bord comprenant une batterie présentant une basse tension, par exemple 12V ou 48V, ne présentant pas de danger en cas de contact direct par un opérateur, qui alimente différentes fonctions du véhicule comme la direction assistée électrique, et une machine 5 électrique de démarrage du moteur thermique. La batterie du réseau de bord est rechargée pendant le fonctionnement du moteur thermique par une génératrice entraînée par ce moteur, qui peut être la machine électrique de démarrage, ou rechargée par un transformateur de courant continu DC-DC convertissant la tension des batteries de traction en tension 12V. 10 [0008] On peut avoir pour ces véhicules hybrides pendant une manoeuvre de parking automatique, la mise en oeuvre en même temps de la machine électrique de traction alimentée par les batteries haute tension, et d'autres équipements alimentés par le réseau de bord basse tension, comme la direction assistée électrique, des superviseurs de contrôle du groupe motopropulseur et d'aide à la conduite, ou la machine électrique de 15 démarrage du moteur thermique. [0009] Toutefois, on peut rencontrer des problèmes lors de manoeuvres automatiques du véhicule, pour une fonction de parking ou pour toute autre fonction réalisant le déplacement automatique du véhicule, quand des commandes de démarrage ou d'arrêt du moteur thermique sont appliquées pendant ces manoeuvres. On a en particulier lors du 20 démarrage du moteur thermique, une chute de tension importante du réseau de bord venant de l'intensité du courant appelé par la machine électrique de démarrage de ce moteur. [0010] Ces baisses de tension peuvent entraîner des perturbations du fonctionnement des organes alimentés par le réseau de bord pendant les manoeuvres automatiques, en 25 particulier les superviseurs, ou la direction assistée électrique qui nécessite une certaine puissance pour effectuer le braquage des roues. On peut en particulier obtenir un écroulement de la tension du réseau de bord arrêtant le fonctionnement de ces organes, ou d'autres types de perturbations qui causent des désagréments comme des secousses longitudinales sur le véhicule. [0011] La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. 3059966 3 [0012] Elle propose à cet effet un procédé de la commande d'un moteur thermique d'un véhicule hybride pendant la mise en oeuvre d'une fonction de manoeuvre automatique de ce véhicule prévoyant un parcours entièrement défini à l'avance, en effectuant un roulage avec une machine électrique de traction alimentée par des moyens de stockage d'énergie 5 de traction, ce véhicule comportant un superviseur de gestion du moteur thermique établissant des requêtes de démarrage et d'arrêt de ce moteur thermique, ce procédé étant remarquable en ce qu'au préalable d'une manoeuvre automatique du véhicule, il réalise une opération d'évaluation des quantités énergétiques ou de niveau de puissance nécessaires pour la machine électrique de traction afin d'effectuer la manoeuvre complète, 10 et suivant la charge des moyens de stockage d'énergie de traction, il modifie si nécessaire l'état du moteur thermique, puis il fige cet état pendant toute la manoeuvre automatique. [0013] Un avantage de ce procédé de gestion est qu'après s'être assuré d'une charge suffisante du moyen de stockage d'énergie de traction pour effectuer la manoeuvre complète, et éventuellement après avoir démarré ou arrêté le moteur thermique si 15 nécessaire, il effectue ensuite la manoeuvre complète en toute sécurité, sans risque de perturbation venant d'un démarrage ou d'un arrêt de ce moteur thermique pendant cette manoeuvre, qui peut entraîner des baisses de tension du réseau de bord, ou d'autres désagréments comme des à-coups. [0014] Le procédé de gestion suivant l'invention peut de plus comporter une ou plusieurs 20 des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. [0015] Avantageusement, le procédé réalise une opération de coordination de l'ensemble des besoins de marche du moteur thermique pour le fonctionnement du véhicule, pour prendre en compte ces besoins afin de modifier si nécessaire l'état du moteur thermique avant son figeage. 25 [0016] Avantageusement, le procédé comporte une opération de fin de figeage, qui prend en compte des critères particuliers pour arrêter le figeage. [0017] Dans ce cas, les critères particuliers peuvent comporter la vitesse du véhicule, une action du conducteur comprenant la coupure du contact, un mouvement du levier de commande de la transmission, ou une activation du frein de parking. 3059966 4 [0018] Les critères particuliers peuvent aussi comporter une temporisation dépendant du type de manoeuvre à effectuer, comprenant notamment l'entrée ou la sortie d'une place de parking. [0019] Les critères particuliers peuvent aussi comporter des conditions liées à 5 l'environnement extérieur du véhicule, comprenant notamment la pente de la voie de circulation. [0020] L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile hybride équipé d'un moteur thermique et d'au moins une machine électrique de traction, comportant des moyens mettant en oeuvre un procédé de gestion comprenant l'une quelconque des 10 caractéristiques précédentes. [0021] En particulier, le véhicule peut comporter un système de direction assistée utilisant une énergie électrique. [0022] L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va 15 suivre, faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention, et dans lesquels : - la figure 1 est un schéma d'un véhicule hybride comprenant une machine de traction électrique, mettant en oeuvre un procédé de gestion selon l'invention ; et - les figures 2 et 3 sont des graphiques montrant en fonction du temps, pendant une 20 manoeuvre de parking, respectivement différentes opérations réalisées par ce procédé de gestion, et l'état de différents indicateurs. [0023] La figure 1 présente un véhicule hybride 2 comportant un moteur thermique 4 disposant d'une machine électrique de démarrage 6, qui est relié à une transmission 8 entraînant les roues avant motrices du véhicule 10. 25 [0024] Une machine électrique de traction 12 reliée à la transmission 8, travaille en moteur en apportant un couple sur les roues avant motrices 10, en prélevant une énergie électrique d'un moyen de stockage d'énergie électrique de traction 14, ou travaille en génératrice en recevant un couple de la transmission 8, pour délivrer une énergie électrique de recharge de ce moyen. D'une manière générale, le moyen de stockage 30 d'énergie de traction peut comporter des batteries, ou tout autre système de stockage 3059966 5 d'énergie comme des capacités électriques, il est appelé par la suite batterie de traction 14. [0025] Le véhicule comporte un réseau de bord 20 alimenté par une batterie basse tension 22, qui délivre une énergie à la machine électrique de démarrage 6, ainsi qu'à un 5 système de direction assistée 16 délivrant un couple de braquage sur les roues avant directrices 10. La machine électrique de démarrage 6 du moteur thermique 4, constitue aussi une génératrice qui recharge la batterie du réseau de bord 22 pendant le fonctionnement de ce moteur thermique. [0026] De plus on recharge également la batterie du réseau de bord 22 par un 10 transformateur de courant continu DC-DC 18, convertissant la tension des batteries de traction 14 en tension 12V, en particulier dans un mode de traction tout électrique et dans un mode hybride quand le moteur thermique 4 est à l'arrêt. [0027] Un ensemble de superviseurs reliés par un réseau de communication 28 à différents organes à commander, comporte un superviseur du groupe motopropulseur 24 15 qui commande en particulier la machine électrique de démarrage 6 pour effectuer à partir de requêtes le démarrage ou l'arrêt du moteur thermique 4, et la direction assistée 16, et un superviseur d'aide à la conduite avancée 26 mettant en oeuvre la fonction de manoeuvre automatique. Les superviseurs 24, 26 peuvent être hébergés dans un ou plusieurs calculateurs électroniques du véhicule. 20 [0028] Le véhicule comporte une fonction de parking automatique, réalisant de manière automatique des manoeuvres de ce véhicule. Pour cela, le superviseur d'aide à la conduite 26 commande en particulier la machine électrique de traction 12 et la transmission 8 pour réaliser des avances ou des reculs du véhicule, et la direction assistée 16 pour effectuer un braquage des roues avant directrices 10 suivant un angle voulu pendant ces 25 déplacements. [0029] A partir de capteurs réalisant des mesures sur l'environnement du véhicule, on peut en particulier effectuer de manière entièrement automatique l'entrée ou la sortie du véhicule dans une place de parking sans aucune intervention du conducteur. [0030] On notera qu'une fois commencées, les manoeuvres automatiques du véhicule 30 doivent se faire dans un temps rapide, avec un minimum de secousses et sans 3059966 6 interruption, afin d'assurer le confort et la sécurité des personnes à bord ou autour de ce véhicule. [0031] En particulier, certaines conditions simultanées comme une mise en oeuvre de la direction assistée 16 pouvant nécessiter un couple important appelant un courant 5 électrique élevé sur le réseau de bord 20, ainsi que le démarrage du moteur thermique 4 entraînant une chute de tension importante sur ce réseau, pourraient causer une défaillance de cette direction assistée. On obtiendrait dans ce cas un arrêt de la manoeuvre qui est préjudiciable. [0032] De plus, les manoeuvres automatiques sont réalisées avec une traction du 10 véhicule par la machine électrique de traction 12 alimentée par ses batteries de traction 14, qui peuvent être rechargées par un fonctionnement du moteur thermique 4. En cas de besoin de recharge de ces batteries de traction 14 pendant la manoeuvre, le démarrage du moteur thermique 4 peut causer aussi des défaillances ou un inconfort. [0033] La figure 2 présente en fonction du temps t, successivement en partant du bas, 15 pendant une manoeuvre automatique complète de parking du véhicule, des opérations sur les batteries de traction 14, des opérations sur le superviseur du groupe motopropulseur 24, et des opérations sur le superviseur d'aide à la conduite avancée 26. [0034] La figure 3 présente en fonction du temps t pour la même manoeuvre, successivement en partant du bas, des indicateurs formés par une première courbe d'état 20 d'autorisation de manoeuvre 50, une deuxième courbe d'état du moteur thermique 52 pour la manoeuvre, et une troisième courbe d'état du superviseur d'aide à la conduite avancée 54. [0035] Les figures 2 et 3 présentent une opération permanente 30 réalisée en permanence durant toute la manoeuvre de parking, qui est l'évaluation de l'état de charge 25 des batteries de stockage d'énergie électrique 14 pour la traction du véhicule. [0036] Au temps tO, la première courbe d'état d'autorisation de manoeuvre 50 est au niveau 0 donnant une interdiction de manoeuvre, la deuxième courbe d'état du moteur thermique 52 est au niveau 0 donnant aucune action pour ce moteur thermique, et la troisième courbe d'état du superviseur d'aide à la conduite 54 est au niveau 0 donnant 30 aucun besoin de manoeuvre. 3059966 7 [0037] Au temps ta, on a une première opération 32 qui est la détermination du besoin de manoeuvre de parking automatique, suite à une action spécifique du conducteur demandant le parking dans une place de parking libre près de son véhicule arrêté. La manoeuvre peut comporter tout type de manoeuvre prévu par les logiciels mis en oeuvre 5 par le superviseur, permettant de définir entièrement à l'avance un parcours, comprenant par exemple un parking en épi ou en créneau. [0038] D'une manière générale, on peut réaliser de la même manière tout type de manoeuvre automatique, comprenant la prévision par le superviseur d'un parcours entièrement défini à l'avance à accomplir de manière autonome, avec un roulage par la 10 machine électrique de traction 12, ce qui permet de prévoir la quantité d'énergie nécessaire pour terminer cette manoeuvre. [0039] A la suite de sa demande, le conducteur n'a plus d'action à réaliser, les superviseurs 24, 26 prenant le contrôle de la conduite du véhicule de façon automatisée. Le conducteur peut uniquement intervenir si nécessaire pour mettre un terme à la 15 procédure par une action dédiée, par exemple la coupure du contact ou le freinage, afin notamment d'assurer la sécurité en cas de danger. [0040] Entre les temps ta et t1, la première opération 32 évalue si la manoeuvre dans la place de parking convient, notamment par différentes mesures des capteurs sur la place libre et l'environnement du véhicule, pour détecter une manoeuvre de parking imminente. 20 La troisième courbe d'état du superviseur d'aide à la conduite 54 passe au niveau 1 indiquant une détermination de la manoeuvre envisagée. [0041] Au temps t1, le superviseur d'aide à la conduite 26 envoie au superviseur du groupe motopropulseur 24 une information de requête du début de manoeuvre, ce superviseur commence une troisième opération 36 d'évaluation des capacités 25 énergétiques pour accomplir la manoeuvre complète. [0042] En parallèle au temps t1, le superviseur d'aide à la conduite 26 entre dans une deuxième opération 34 d'attente d'autorisation de manoeuvre, qui dure jusqu'au temps t3. La troisième courbe d'état du superviseur d'aide à la conduite 54 se place au niveau 2 indiquant une attente d'autorisation. A ce moment-là, aucune action n'est entreprise avant 30 le retour du superviseur groupe motopropulseur 24, qui doit donner l'autorisation de manoeuvre correspondant au niveau 1 de la première courbe d'état d'autorisation de manoeuvre 50. 3059966 8 [0043] On notera que la première opération 32 de détermination du besoin de manoeuvre du superviseur d'aide à la conduite 26, est un état interne de ce superviseur, qui n'entraîne aucune action du groupe motopropulseur. [0044] Pour déterminer l'autorisation de manoeuvre, le superviseur du groupe 5 motopropulseur 24 réalise du temps t1 au temps t2 plusieurs actions, par la troisième opération 36 d'évaluation des capacités énergétiques nécessaires pour l'accomplissement de la manoeuvre, et par une quatrième opération 38 de coordination de l'ensemble des besoins de marche du moteur thermique 4. [0045] La quatrième opération 38 reçoit d'autres demandes liées au fonctionnement du 10 moteur thermique 4, comme par exemple la fourniture d'une énergie thermique pour le chauffage ou la climatisation du véhicule, ou d'une énergie électrique pour la recharge de la batterie 22 du réseau de bord 20 afin d'assurer la manoeuvre complète sans démarrer ce moteur. On notera que la direction assistée électrique 16 peut consommer une énergie importante pendant la manoeuvre. 15 [0046] La troisième opération d'évaluation 36 et la quatrième opération de coordination 38 délivrent une information à une cinquième opération 40 de gestion du figeage de l'état du moteur thermique 4. [0047] La troisième opération d'évaluation 36 permet d'estimer d'une part l'état de charge minimal des batteries de traction 14, et d'autre part le niveau de puissance minimal 20 de ces batteries de traction, nécessaires pour réaliser l'intégralité de la manoeuvre en gardant le moteur thermique 4 éteint. Les comparaisons d'une part entre cet état de charge minimal et l'état de charge effectif donné par l'opération permanente 30, communiqué par les batteries de traction 14 au superviseur du groupe motopropulseur 24, et d'autre part entre ce niveau de puissance minimal et le niveau de puissance effectif, 25 déterminent un éventuel besoin de fonctionnement du moteur thermique 4 pour effectuer la manoeuvre complète. [0048] Si aucun besoin de fonctionnement du moteur thermique 4 n'est présent, la cinquième opération de gestion du figeage 40 du superviseur du groupe motopropulseur 24 s'assure que ce moteur est arrêté, et interdit son démarrage. A l'inverse, si un besoin 30 de fonctionnement du moteur thermique 4 est présent, la cinquième opération de gestion du figeage 40 s'assure que le moteur thermique 4 est démarré et interdit ensuite son arrêt. 3059966 9 [0049] Au temps t2 correspondant à la fin de la cinquième opération de gestion du figeage 40, la première courbe d'état d'autorisation de manoeuvre 50 passe au niveau 1 indiquant une autorisation de cette manoeuvre, la deuxième courbe d'état du moteur thermique 52 descend au niveau zéro indiquant une fin du calcul en cours pour cet état. 5 [0050] La cinquième opération de gestion du figeage 40 du superviseur du groupe motopropulseur 24 envoie une information au superviseur d'aide à la conduite 26 reçue au temps t3. La troisième courbe d'état du superviseur d'aide à la conduite 54 passe au niveau 3 indiquant une manoeuvre en cours, ce qui démarre une sixième opération de manoeuvre en cours 42, en indiquant qu'elle est en cours. Le superviseur d'aide à la 10 conduite 26 envoie des consignes aux différents sous-systèmes mis en oeuvre sur le véhicule, afin de réaliser au mieux cette manoeuvre. [0051] En particulier, la direction assistée électrique 16 reçoit l'énergie nécessaire de la batterie du réseau de bord 22, pour délivrer une puissance actionnant l'ensemble de la direction du véhicule. L'absence de démarrage du moteur thermique 4 pendant la phase 15 de manoeuvre qui dure jusqu'au temps t4, permet de ne pas surcharger le réseau de bord 20 et d'éviter des chutes de tension de ce réseau qui pourraient interrompre la manoeuvre en cours, ou même écrouler le réseau de bord en le mettant en panne. [0052] Le superviseur du groupe motopropulseur 24 maintient l'état figé du moteur thermique 4, au moins jusqu'à la fin de la manoeuvre intervenant au temps t4, présentant 20 ensuite une septième opération de fin de figeage de l'état du moteur thermique 44. [0053] Au temps t4, la troisième courbe d'état du superviseur d'aide à la conduite 54 descend au niveau 0 indiquant une fin de besoin de manoeuvre. Ensuite, au temps t5, la première courbe d'état d'autorisation de manoeuvre 50 descend au niveau 0 indiquant une interdiction de manoeuvre. 25 [0054] La septième opération de fin de figeage 44 se terminant au temps t5 d'arrêt de ce figeage, prend en compte différents critères en plus de l'information de fin de manoeuvre pour arrêter le figeage, qui peuvent être la vitesse du véhicule, ou des actions du conducteur indiquant ses intentions comme la coupure du contact, un mouvement du levier de commande de la transmission, notamment en sortant ce levier de la position 30 neutre, ou une activation du frein de parking. 3059966 10 [0055] La fin du figeage du moteur thermique 4 peut comporter aussi une temporisation qui dépend de la manoeuvre à effectuer. Par exemple, on peut maintenir le figeage de l'état du moteur thermique 4 pendant dix secondes après la fin de la manoeuvre pour une entrée dans un parking et ne pas appliquer de délai pour une sortie du parking afin de 5 laisser le conducteur démarrer aussitôt son véhicule après cette sortie. [0056] On peut de plus maintenir ou arrêter ce figeage en fonction d'autres conditions venant de l'environnement extérieur au véhicule, comme par exemple la pente de la voie de circulation, ou l'altitude qui pourrait pénaliser les performances du véhicule. [0057] On notera que la gestion du figeage de l'état du moteur thermique 4 évite son 10 démarrage quelles que soient les causes de demande de courant électrique, qui peuvent provenir de la consommation de la direction assistée électrique 16, ou de tout autre consommateur comme la climatisation du véhicule, un système électrique de serrage du frein de parking, ou un système automatique d'ouverture des ouvrants. [0058] D'une manière générale, le procédé de gestion selon l'invention évite une 15 interruption de manoeuvres automatiques, pour tout type de manoeuvre du véhicule qui peut gérer de manière automatique un fonctionnement de ce véhicule. REVENDICATIONS1. Procédé de gestion de la commande d'un moteur thermique (4) d'un véhicule hybride pendant la mise en oeuvre d'une fonction de manoeuvre automatique de ce véhicule prévoyant un parcours entièrement défini à l'avance, en effectuant un roulage avec une machine électrique de traction (12) alimentée par des moyens de stockage d'énergie de traction (14), ce véhicule comportant un superviseur de gestion du moteur thermique (24) établissant des requêtes de démarrage et d'arrêt de ce moteur thermique (4), caractérisé en ce qu'au préalable d'une manoeuvre automatique du véhicule, il réalise une opération d'évaluation des quantités énergétiques (36) ou de niveau de puissance nécessaires pour la machine électrique de traction (12) afin d'effectuer la manoeuvre complète, et suivant la charge des moyens de stockage d'énergie de traction (14), il modifie si nécessaire l'état du moteur thermique (4), puis il fige cet état pendant toute la manoeuvre automatique. 2. Procédé de gestion suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il réalise une opération (38) de coordination de l'ensemble des besoins de marche du moteur thermique (4) pour le fonctionnement du véhicule, pour prendre en compte ces besoins afin de modifier si nécessaire l'état du moteur thermique (4) avant son figeage. 3. Procédé de gestion suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une opération de fin de figeage (44), qui prend en compte des critères particuliers pour arrêter le figeage. 4. Procédé de gestion suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les critères particuliers comportent la vitesse du véhicule, une action du conducteur comprenant la coupure du contact, un mouvement du levier de commande de la transmission, ou une activation du frein de parking. 5. Procédé de gestion suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les critères particuliers comportent une temporisation dépendant du type de manoeuvre à effectuer, comprenant notamment l'entrée ou la sortie d'une place de parking. 6. Procédé de gestion suivant l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les critères particuliers comportent des conditions liées à l'environnement extérieur du véhicule, comprenant notamment la pente de la voie de circulation. 3059966 12 7. Véhicule automobile hybride équipé d'un moteur thermique (4) et d'au moins une machine électrique de traction (12), caractérisé en ce qu'il comporte des moyens mettant en oeuvre un procédé de gestion suivant l'une quelconque des revendications précédentes. 5 8. Véhicule automobile hybride selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte un système de direction assistée (16) utilisant une énergie électrique.