Brevet FR3063474A1 — publié le 20180907

"PROCEDE DE DEMARRAGE D'UN MOTEUR THERMIQUE" [0001] L'invention s'inscrit dans le domaine des moteurs thermiques, notamment pour véhicule automobile. Il s'agit de moteurs à combustion interne et explosion. Plus spécifiquement, l'invention s'inscrit dans le domaine des procédés de démarrage d'un moteur thermique de véhicule automobile. [0002] Classiquement, quand un moteur thermique de véhicule automobile est à l'arrêt, le véhicule étant immobile, et qu'il est souhaité le démarrer, il est entrainé en rotation par une machine électrique alimentée par une batterie, qui l'amène à une vitesse de rotation (régime) suffisante pour engager la combustion en sorte que rapidement, la machine électrique puisse ne plus être sollicitée pour entrainer le moteur thermique, la puissance dégagée par les combustions dans les cylindres ayant pris le relai de manière perenne, suffisante pour qu'un régime de ralenti du moteur thermique soit maintenu. [0003] En général, la machine électrique entraine le moteur thermique, pour le démarrage, à un régime inférieur au régime de ralenti. Par exemple la machine électrique peut être un démarreur de régime 200 ou 300 tr/min, ou un alterno-démarreur tournant aux alentours de 500 à 600 tr/min. [0004] Comme la machine électrique n'entraine le moteur thermique qu'à un régime qui est inférieur au régime du ralenti, c'est la puissance fournie par les combustions dans les cylindres qui lui permettent d'atteindre, lors du démarrage, le régime de ralenti. Cela implique en général un dépassement transitoire de ce régime de ralenti, la valeur de régime redescendant rapidement vers cette valeur de ralenti dès que les premières combustions ont permis de mettre en route le moteur thermique. Ce dépassement est qualifié d' « overshoot », et a lieu au cours d'une phase transitoire dans laquelle des stratégies spécifiques sont mises en oeuvre. À l'issue de cette phase transitoire, au cours de laquelle un contrôleur s'assure de façon robuste que le moteur thermique est capable de maintenir son régime de manière autonome, une phase de roulage est engagée, au cours de laquelle le véhicule peut être mis en mouvement grâce au moteur thermique. [0005] Le dépassement transitoire entraine des désagréments acoustiques et vibratoires et allonge le temps total de démarrage. [0006] On connait du document DE102008004366 un procédé de commande d'une transmission qui implique la détection d'une valeur de régulation aux fins de la corriger, 3063474 2 vis-à-vis d'une référence, d'un démarrage au suivant. La valeur de régulation peut être un couple de régulation de la valeur de régulation. [0007] Dans les motorisations hybrides en série (moteur thermique relié à une machine électrique, celle-ci étant à son tour reliée au train de roues motrices), la machine électrique 5 est une machine électrique à hautes performances, pilotée finement. Cela permet d'éviter les nuisances liées à la phase de dépassement transitoire. Mais il est alors nécessaire de trouver une manière de détecter l'obtention de l'autonomie du moteur thermique, qui est difficile à percevoir. [0008] Pour résoudre ce problème il est proposé un procédé de démarrage d'un moteur 10 thermique, comprenant une étape de mise en mouvement du moteur thermique par une machine électrique, puis une étape d'engagement de la combustion au sein du moteur thermique en mouvement, avant l'arrêt du pilotage de la machine électrique pour laisser le moteur thermique en mouvement sous l'effet de la combustion en son sein. Selon l'invention l'étape d'engagement de la combustion au sein du moteur thermique en 15 mouvement comprend l'application d'une consigne de couple à fournir au moteur thermique pour atteindre un régime de ralenti du moteur thermique et le maintien du régime de la machine électrique. Le procédé comprend de plus une étape d'évaluation d'un couple fourni par la machine électrique, l'arrêt de pilotage étant effectué en réaction à une observation sur une durée prédéterminée, d'une valeur de couple fourni par la 20 machine électrique inférieure à un seuil prédéterminé. [0009] Selon certaines caractéristiques avantageuses et optionnelles : [0010] - le seuil prédéterminé est la valeur 0 Nm ; [0011] - le seuil prédéterminé a une valeur strictement négative ; [0012] - l'étape d'engagement de la combustion est entamée après que le régime du 25 moteur thermique ait été synchronisé à celui de la machine électrique ; [0013] - l'étape d'engagement de la combustion est entamée alors que le moteur thermique est entrainé par la machine électrique à un régime dont la valeur est inférieure à un régime de ralenti dudit moteur thermique. 3063474 3 [0014] Il est aussi proposé une application du procédé de démarrage d'un moteur thermique tel qu'évoqué plus haut, le moteur thermique et la machine électrique étant associés au sein d'une motorisation hybride en série de véhicule automobile. [0015] Il est aussi proposé un groupe moto-propulseur de véhicule automobile 5 comprenant un moteur thermique et une machine électrique constituant une motorisation hybride en série pour un train de roues motrices du véhicule, le groupe moto-propulseur comprenant un module de pilotage du démarrage pour mettre en oeuvre le procédé de démarrage tel qu'évoqué plus haut. [0016] L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et 10 avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va 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 une vue d'une architecture pouvant mettre en oeuvre l'invention ; - la figure 2 est une vue d'un deuxième mode de réalisation de l'invention. 15 [0017] La figure 1 présente un schéma d'une architecture mettant en oeuvre l'invention. Il s'agit d'un groupe moto-propulseur de véhicule automobile. Le véhicule automobile comporte un train de roues motrices 10 qui est par exemple le train avant. Une transmission 20 relie le train de roues motrices 10 au moteur thermique 30. La transmission 20 comprend un différentiel 21 reliant une boîte de vitesses 22 au train de 20 roues motrices 10. La boîte de vitesses 22 est, par son arbre primaire, couplée à une machine électrique 23, qui est placée entre la boîte de vitesses 22 et un embrayage humide de type auto-embrayable (self-shifting clutch en anglais) 24. Cet embrayage 24 couple ou sépare la machine électrique 23 et le moteur thermique 30. [0018] La machine électrique 23 est une machine électrique de hautes performances, 25 dans le cadre d'une motorisation hybride. [0019] La transmission 20 et le moteur thermique constituent le groupe moto-propulseur de véhicule automobile. [0020] En figure 2 on a représenté l'évolution, au cours du temps, visible en abscisses, des régimes R et des couples C, respectivement de la machine électrique 23 et du moteur 30 thermique 30, visibles en ordonnées (du haut vers le bas). 3063474 4 [0021] Les valeurs du régime de ralenti Rral et du régime de démarrage Rdem sont présentées. Rral est supérieur à Rdem. La différence choisie peut être de l'ordre de 50 à 200 tr/min, par exemple 100 tr/min. [0022] Le régime de la machine électrique est référencé 100. Celui du moteur thermique 5 est référencé 110. [0023] Le couple fourni par la machine électrique est référencé 200. Celui fourni par le moteur thermique est référence 210. [0024] Initialement, les régimes sont à 0, et les valeurs de couple également. [0025] Une phase de pré-démarrage, non détaillée dans le présent texte, est mise en 10 oeuvre au cours de la période TO. [0026] Au cours de celle-ci la machine électrique 23 est mise en mouvement et elle fournit un couple positif. Elle n'est pas encore couplée au moteur thermique 30 car l'embrayage 24 est ouvert. Son régime devient supérieur au régime de ralenti Rral. Le moteur thermique 30 est immobile, et ne fournit pas de couple. 15 [0027] Une fois la rotation de la machine électrique 23 stabilisée, l'embrayage 24 est manoeuvré pour engager le couplage entre la machine électrique 23 et le moteur thermique 30. Cela se fait au cours d'une première partie de phase de démarrage T1. Le régime du moteur thermique augmente progressivement, celui de la machine électrique diminue du fait de la fermeture de l'embrayage, et le couple fourni par la machine 20 électrique diminue aussi en réaction, et peut même devenir temporairement négatif. Puis les régimes de la machine électrique et du moteur thermique deviennent très similaires, et proches du régime de démarrage Rdem, et le couple fourni par la machine électrique est positif, et transmis au moteur thermique pour sa rotation. [0028] Une fois le couplage ainsi obtenu, une phase T2 est mise en oeuvre au cours de 25 laquelle la rotation de la machine électrique est maintenue au régime cible Rdem au moins jusqu'à l'apparition des combustions dans les cylindres du moteur thermique, favorisées par une action du régulateur de ralenti du moteur thermique 30, qui définit une consigne de couple à fournir par le moteur thermique pour atteindre le régime de ralenti. [0029] Le couple fourni par la machine électrique 23 est positif pour maintenir la rotation. 30 Un capteur de couple observe le couple fourni par la machine électrique 23. 3063474 5 [0030] Au cours d'une phase T3, il est observé que le moteur thermique 30 devient autonome, du fait de l'action du régulateur de ralenti. Pour cela, le superviseur de démarrage constate que le couple fourni par la machine électrique devient négatif (ou suffisamment faible) pendant une durée suffisante, suivant des critères de réglage 5 prédéterminés. Cette constatation reflète le fait que le moteur a réalisé ses premières combustions avec pour objectif la production d'un couple permettant l'atteinte par le moteur thermique du régime de ralenti Rral qui constitue une cible. Le régime du moteur thermique 30 a augmenté pour se rapprocher du régime de ralenti Rral. L'embrayage 24 a permis un découplage partiel du moteur thermique 30 et de la machine électrique 23, 10 celle-ci continuant d'évoluer au régime Rdem. Le couple fourni par le moteur thermique 210 commence à être positif, et est à l'origine de l'augmentation du régime du moteur thermique. Le couple fourni par la machine électrique 23 devient négatif pour maintenir sur la machine électrique 23 el régime de démarrage Rdem. [0031] La durée de confirmation définissant par convention le temps à l'issue duquel on 15 estime que le moteur thermique est autonome est déterminée finement, et est la plus courte possible, pour optimiser le temps global de la phase de démarrage. Il doit néanmoins être suffisant pour obtenir une information fiable de l'état autonome du moteur thermique, et ne pas confondre cet état d'autonomie avec une phase transitoire de baisse du couple de la machine électrique 23, comme lors de la phase T1, pendant 20 l'accouplement du moteur thermique 30 avec la machine électrique 23. [0032] Une fois l'autonomie du moteur thermique confirmée, le pilotage de la machine électrique est interrompue. Si l'embrayage est ouvert parce que le conducteur n'a pas demandé à ce que le véhicule entre en mouvement, la machine électrique 23 voit son régime revenir à 0. Elle ne fournit plus de couple. 25 [0033] L'invention permet un démarrage du moteur optimisé en terme de ressenti du conducteur et de consommation de carburant et émission de polluants. [0034] Le démarrage est optimisé par entrainement du moteur thermique jusqu'à une vitesse de rotation très proche du régime de ralenti, et la garantie, par le régulateur de ralenti et la détection de la baisse de couple fourni par la machine électrique, que le 30 moteur ne cale pas du fait d'une fin d'entrainement prématuré. REVENDICATIONS1. Procédé de démarrage d'un moteur thermique, comprenant une étape de mise en mouvement (T1) du moteur thermique (30) par une machine électrique (23), puis une étape d'engagement (T2) de la combustion au sein du moteur thermique (30) en mouvement, avant l'arrêt du pilotage de la machine électrique (23) pour laisser le moteur thermique (30) en mouvement sous l'effet de la combustion en son sein, caractérisé en ce que l'étape d'engagement (T2) de la combustion au sein du moteur thermique (30) en mouvement comprend l'application d'une consigne de couple à fournir pour le moteur thermique (30) pour atteindre un régime de ralenti du moteur thermique et le maintien du régime de la machine électrique (23), et le procédé de démarrage comprend de plus une étape d'évaluation (T3) d'un couple fourni par la machine électrique (23), l'arrêt du pilotage étant effectué en réaction à une observation sur une durée prédéterminée, d'une valeur de couple fourni par la machine électrique (23) inférieure à un seuil prédéterminé. 2. Procédé de démarrage d'un moteur thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le seuil prédéterminé est la valeur 0 Nm. 3. Procédé de démarrage d'un moteur thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le seuil prédéterminé a une valeur strictement négative. 4. Procédé de démarrage d'un moteur thermique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'étape d'engagement (T2) de la combustion est entamée après que le régime du moteur thermique (30) ait été synchronisé à celui de la machine électrique (23). 5. Procédé de démarrage d'un moteur thermique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'étape d'engagement (T2) de la combustion est entamée alors que le moteur thermique est entrainé par la machine électrique (23) à un régime dont la valeur est inférieure à un régime de ralenti (Rral) dudit moteur thermique (30). 6. Application du procédé de démarrage d'un moteur thermique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le moteur thermique (30) et la machine électrique (23) sont associés au sein d'une motorisation hybride en série de véhicule automobile. 7. Groupe moto-propulseur de véhicule automobile comprenant un moteur thermique (30) et une machine électrique (23) constituant une motorisation hybride en série pour un train 3063474 7 de roues motrices du véhicule (10), caractérisé en ce que le groupe moto-propulseur comprend un module de pilotage du démarrage pour mettre en oeuvre le procédé de démarrage selon l'une des revendications 1 à 5.