Brevet FR3072630A1 — publié le 20190426

- 1 - PROCEDE DE CONTROLE DU TEMPS DE DEMARRAGE D'UN MOTEUR THERMIQUE La présente invention concerne le contrôle du 5 démarrage d'un moteur thermique dans un véhicule hybride. Plus précisément, elle a pour objet un procédé de contrôle du temps de démarrage d'un moteur thermique de groupe motopropulseur de véhicule hybride lors du passage d'un état de chaîne cinématique électrique courant, dans 10 lequel une machine électrique assure seule la traction du véhicule, sur un état de chaîne cinématique hybride cible, dans lequel la traction du véhicule est assurée simultanément par au moins un moteur thermique et une machine électrique. 15 Sur la plupart des véhicules hybrides, équipés d'au moins une machine électrique et un moteur thermique, il existe un mode de conduite tout électrique, où le moteur thermique est éteint, et où seule la/les machines électriques sont productrices du couple nécessaire à la 20 traction du véhicule sur un ou plusieurs rapports de démultiplication possible, suivant l'architecture du groupe motopropulseur du véhicule. Le principe d'un véhicule hybride étant de combiner les puissances du moteur thermique et des machines 25 électriques, un mode hybride est donc généralement un mode plus capacitaire en termes de niveau de couple, qu'un mode tout électrique. Le passage d'un mode électrique à un mode hybride, est un évènement récurent sur un véhicule hybride, qui peut 30 arriver dans le cas d'une forte demande d'accélération du conducteur impliquant un démarrage du moteur thermique si celui-ci était éteint. Il implique une requête de couple à la fois importante, et rapide à atteindre, pour répondre à la demande d'accélération du conducteur. 35 Un passage d'un mode électrique à un mode hybride peut également se produire sans demande de performance, ce qui implique que la puissance électrique est suffisante pour tracter le véhicule, et que le moteur thermique n'est - 2 - démarré que pour des raisons annexes (conservation d'une réserve de puissance instantanée par exemple). Dans un tel cas, il n'est pas nécessaire que le couple requis au moteur thermique soit important ou rapide à atteindre, car son démarrage n'est pas une nécessité pour répondre à la demande d'accélération du conducteur. La publication US 8 204 659 enseigne une méthode de contrôle du démarrage d'un moteur, qui fait intervenir le choix du rapport de boîte de vitesse à engager en fonction de la demande d'accélération. Cette méthode détermine si le moteur thermique doit être démarré ou non, mais pas la rapidité avec laquelle il doit l'être. La publication US 7 578 364, enseigne de moduler les paramètres d'allumages du moteur thermique en fonction de la 15 position de la pédale : la méthode décrite détermine ainsi si le type de démarrage doit être rapide ou lent. Les phases de démarrage sont critiques pour le niveau d'émission des polluants. Sachant qu'une demande importante et rapide de couple émet plus de polluant qu'une demande de 20 couple basse et lente, il est souhaitable d'optimiser le couple requis au moteur thermique lors d'un démarrage en fonction de la nécessité qui l'a fait démarrer. La présente invention vise en particulier à déterminer si le démarrage du moteur thermique d'un GMP hybride est 25 imposé pour satisfaire une requête d'accélération du conducteur (exigence de performance), ou pour d'autres raisons. Dans ce but, elle prévoit: - de déterminer la force que doit réaliser le GMP, 30 - de déterminer le gain de force que la machine électrique n'est pas capable de développer pour réaliser toute la force du GMP sur le rapport courant, et - de comparer le gain de force avec un gain de force de référence. 35 Cette stratégie repose sur la construction d'un booléen permettant aux stratégies de gestion du couple de connaître la raison du type de démarrage, afin d'optimiser - 3 - le niveau de polluant émis lors des démarrages du moteur thermique. Elle peut être utilisée sur l'ensemble des véhicules hybrides équipés d'une boîte de vitesses automatique ayant 5 un moins un moteur électrique et un moteur thermique, permettant d'établir au moins un état de chaîne cinématique de traction électrique et au moins un état de chaîne cinématique de traction hybride/thermique. La présente invention sera mieux comprise à la lecture 10 de la description suivante, d'un mode de réalisation de l'invention, en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 est un logigramme de la stratégie développée, et la figure 2 est un chronogramme de celle-ci. On définit un état de chaîne cinématique comme étant une combinaison de(s) coupleur(s) et de réducteur(s) spécifiques à une architecture véhicule donnée. Le déroulement de la stratégie est représenté sur la figure 1. Tl s'agit d'un procédé de contrôle du temps de démarrage d'un moteur thermique de groupe motopropulseur (GMP) de véhicule hybride lors du passage d'un état de chaîne cinématique électrique courant, dans lequel une machine électrique assure seule la traction du véhicule, sur un état de chaîne cinématique hybride cible, dans lequel la traction du véhicule est assurée simultanément par au moins un moteur thermique et une machine électrique. Ce procédé se décompose en plusieurs étapes amenant à l'élaboration d'un booléen permettant de savoir si le démarrage du moteur thermique est lié à une requête de performance ou non. La première étape Fi consiste à définir une fenêtre temporelle pendant laquelle il est possible de détecter si le démarrage du moteur thermique est lié à une requête de performance ou non. On appelle « typage d'état de chaîne cinématique » le type énergétique de traction de l'état de chaîne cinématique : cet état peut être purement électrique (EV), purement thermique (TH) ou hybride (HYB). - 4 - Dans cette étape, la fenêtre temporelle de détection d'un démarrage pour raisons de performance s'active : - si le typage de l'état de chaîne cinématique précédent le changement de cible (DLS TGT PREV) est de type 5 purement électrique (DLS TGT TYP PREV=EV), - si le moteur thermique est éteint (ENG STT STOP) au moment du changement de l'état de chaîne cinématique cible, et - si le démarrage du moteur thermique est requis pour 10 la réalisation d'un nouvel état de chaîne cinématique cible de type thermique ou hybride (DLS ENG STA REQ et DLS TGT TYP=EV). En résumé, il faut que le changement d'état soit un passage d'un état courant électrique sur un état cible 15 hybride, que le moteur thermique soit éteint lors de ce changement d'état, et que son démarrage soit requis pour réaliser l'état cible. Lorsque ces trois conditions sont réunies, la fenêtre temporelle de détection (ENG STA PERF WIN) s'active. On 20 considère que le moteur thermique est démarré pour apporter une puissance à la place/en addition de/des machines électriques couramment reliée(s) à la roue précédemment utilisée(s) dans l'état de chaîne cinématique précédent (DLS TGT PREV). 25 Un temps de démarrage plus court est imposé au moteur thermique pendant l'activation de la fenêtre (ENG STA PERF WIN). Elle reste active pendant une durée, dite période ou fenêtre d'activation, définie par un paramètre réglable nommé (WIN DURA), à l'issue de laquelle 30 elle se désactive. La fonction F2 a pour but de définir la force maximale (FORC MAX DLS TGT PREV) de l'état de chaîne cinématique cible précédent (DLS TGT PREV), afin de pouvoir la comparer à la requête de force à laquelle le groupe motopropulseur 35 doit répondre (FORC PWT REQ). La force maximale de l'état cible précédent (DLS TGT PREV), est calculée à partir d'un vecteur (FORC MAX DLS) (élaboré indépendamment de cette stratégie), représentant l'ensemble des forces maximales - 5 - atteignables sur les états de chaîne cinématique possibles du groupe motopropulseur. La force (FORC MAX DLS TGT PREV) est la force maximale réalisable par le/les machines électriques sur l'état de chaîne cinématique de type EV 5 précédent (état courant). La fonction F3 consiste à comparer la force (FORC MAX DLS TGT PREV) avec la force que doit réaliser le groupe motopropulseur, (FORC PWT REQ). La force que doit réaliser le groupe motopropulseur (FORC PWT REQ) est 10 déterminée à partir de la demande de force du conducteur, ou et/ ou de ou de stratégies ayant un impact sur la force que le groupe motopropulseur doit fournir : régulateur de vitesse, limiteur de vitesse, etc. Cette comparaison permet de déterminer l'écart de force (FORC TRAC DIF), que ne 15 pourra pas réaliser le groupe motopropulseur sur l'état chaîne cinématique précédent de type EV. La fonction F4 permet de définir si le fait d'allumer le moteur thermique sur le nouvel état de chaîne cinématique permettra par un apport de force, de réaliser la force 20 requise au groupe motopropulseur, et si cet apport est suffisant pour justifier un démarrage du moteur thermique qui implique des émissions polluantes plus élevées. Dans cette étape, intervient un autre paramètre (FORC DIF ALLOW), représentant le gain de force à partir 25 duquel il est justifié de requérir un démarrage typé performance. Le gain de force (FORC TRAC DIF) est déterminé par comparaison de la force maximale réalisable par la machine électrique (FORC MAX DLS TGT PREV) sur l'état électrique courant, et de la force (FORC PWT REQ) que doit 30 réaliser le GMP. (FORC DIF ALLOW) est soustrait à l'écart de force (FORC TRAC DIF). Si la différence est positive, le démarrage du moteur thermique apporte la force nécessaire à la réalisation de la force requise au groupe motopropulseur 35 (FORC PWT REQ) que ne peut fournir la/les machines électriques sur l'état de chaîne cinématique précédent (état courant) DLS TGT PREV. Si la différence est négative, les machines électriques répondent à la réalisation de la force - 6 - requise au groupe motopropulseur sans intervention du moteur thermique. En résumé, on détermine la force que doit réaliser le GMP (FORC PWT REQ), on détermine le gain de force 5 (FORC TRAC DIF) que la machine électrique n'est pas capable développer pour réaliser toute la force (FORC PWT REQ) du GMP sur le rapport courant, et on compare l'écart de force (FORC TRAC DIF) avec un gain de force de référence (FORC DIF ALLOW). 10 La fonction F5 permet de définir si le démarrage requis est typé « performance ». Le fait que sans le moteur thermique, le/les machines électriques sont, ou ne sont pas, capables de fournir la force requise au groupe motopropulseur (FORC PWT REQ) et que l'apport du moteur 15 thermique est négligeable est représenté dans un booléen (FORC PWT NOT RES). Ce booléen est à l'état VRAI lorsque les deux conditions suivantes sont réunies : - la machine électrique n'est pas capable de fournir la force requise au groupe motopropulseur 20 FORC PWT REQ, et - l'apport du moteur thermique n'est pas négligeable. Si (FORC PWT NOT RES) est VRAI pendant que la fenêtre de détection (ENG STA PERF WIN) est active, le type de 25 démarrage est typé « performance » par une variable (ENG STA PERF ENA). Le typage « performance » est conservé jusqu'à la coupure suivante du moteur thermique Si (FORC PWT NOT RES) est FAUX, pendant que la fenêtre de détection est active, le démarrage du moteur thermique 30 n'est pas typé « performance ». Pendant la fenêtre temporelle de détection, le temps de démarrage est plus court, selon le « typage performance », lorsque la différence entre le gain de force à développer et le gain de force de référence, 35 (FORC TRAC DIF)-(FORC DIF ALLOW), est positive. Conformément à la stratégie, il est plus court si le booléen (FORC PWT NOT RES) est à l'état VRAI pendant que la fenêtre - 7 - de détection (ENG STA PERF WIN) est active, que dans les autres cas. La figure 2 illustre cette stratégie, dans une phase d'activation, puis de désactivation de la requête de 5 démarrage du moteur thermique pour une raison de performance. A la date Tl, l'état de chaîne cinématique cible est de type EV. Le moteur est éteint (ENG STT STOP). Son démarrage est requis pour passer sur l'état suivant (DLS ENG STA REQ). Toutes les conditions sont réunies pour 10 activer la phase de détection d'un démarrage du moteur thermique pour des raisons de performances (ou non). A la date T2, la force requise au groupe motopropulseur (FORC PWT REQ) devient supérieure à celle que peut fournir l'état de chaîne cinématique cible précédent 15 (état courant) (FORC MAX DLS TGT PREV) mais l'écart à fournir est encore acceptable au regard de l'écart (FORC DIF ALLOW). A la date T3, l'écart des forces reste dans le même sens, mais n'est plus acceptable. Il implique le démarrage 20 du moteur thermique et la nécessité d'établir rapidement un couple élevé, pour que le groupe motopropulseur puisse répondre à la demande de force (FORC PWT REQ) dans les meilleurs délais. Le booléen (FORC PWT NOT RES) passe à VRAI, pendant que la fenêtre temporelle de détection 25 (ENG STA PERF WIN) est active. Le booléen de requête de démarrage pour des raisons de performances (ENG STA PERF ENA) passe aussi à VRAI pour permettre à la stratégie de gestion de couple d'adapter ses requêtes en conséquence. 30 A la date T4, la durée maximale de détection arrive à son terme (WIN DURA). La fenêtre temporelle d'activation est désactivée. Si le booléen (FORC PWT NOT RES) n'était pas entretemps passé à VRAI avant T4, la requête de démarrage pour des raisons de performances (ENG STA PERF ENA) ne 35 serait pas passée à VRAI et ne pourrait plus passer à VRAI. La désactivation de la requête de démarrage du moteur thermique pour une raison de performance, commence à la date T5, où l'état de chaîne cinématique cible passe d'un typage - 8 - hybride (DLS TGT TYP PREV=HYB) à un typage EV (DLS TGT TYP=EV). La requête de démarrage du moteur thermique pour réaliser l'état de chaîne cinématique (DLS ENG STA REQ) passe à FAUX. 5 A la date 16, le moteur est considéré comme éteint (ENG STT STOP). La requête de démarrage pour des raisons de performances (ENG STA PERF ENA) est passée à FAUX. Aucune détection du type de démarrage n'est effectuée avant que les conditions d'activation de la fenêtre de détection soient à 10 nouveau réunies. Les avantages de l'invention sont importants. Parmi ceux-ci, il faut souligner qu'elle nécessite peu de mise au point, et qu'elle est transversale, car elle peut être adoptée sur tout véhicule hybride ayant au moins un état de 15 chaîne cinématique électrique, REVENDICATIONS1. Procédé de contrôle du temps de démarrage d'un moteur thermique de groupe motopropulseur (GMP) de véhicule 5 hybride lors du passage d'un état de chaîne cinématique électrique courant, dans lequel une machine électrique assure seule la traction du véhicule, sur un état de chaîne cinématique hybride cible, dans lequel la traction du véhicule est assurée simultanément par au moins un moteur 10 thermique et une machine électrique, caractérisé en ce que : on détermine la force que doit réaliser le GMP (FORC PWT REQ), _ _ on détermine le gain de force (FORC TRAC DIF) que la machine électrique n'est pas capable développer pour 15 réaliser toute la force (FORC PWT REQ) du GMP sur le rapport _ courant, on compare l'écart de force (FORC TRAC DIF) avec un gain de force de référence (FORC_DIF_ALLOW). 2. Procédé de contrôle selon la revendication 1, 20 caractérisé en ce que la force que doit réaliser le groupe motopropulseur (FORC_PWT_REQ) est déterminée à partir de la demande de force du conducteur. 3. Procédé de contrôle selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la force que doit réaliser le 25 groupe motopropulseur (FORC_PWT_REQ) est déterminée à partir de stratégies ayant un impact sur la force que le groupe motopropulseur doit fournir. 4. Procédé de contrôle selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le temps de démarrage est plus 30 court lorsque la différence entre le gain de force à développer et le gain de force de référence, (FORC TRAC DIF)-(FORC DIF ALLOW), est positive. _ _ 5. Procédé de contrôle selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le gain de 35 force (FORC TRAC DIF) est déterminé par comparaison de la force maximale réalisable par la machine électrique (FORC MAX DLS TGT PREV) sur l'état électrique courant, et de _ _ _ - 10 - la force (FORC PWT REQ) que doit réaliser le GMP. _ _ 6. Procédé de contrôle selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le temps de démarrage le plus court est imposé au moteur thermique, uniquement pendant 5 l'activation d'une fenêtre temporelle de détection (ENG STA PERF WIN) déterminée. _ _ 7. Procédé de contrôle selon la revendication 6, caractérisé en ce que la période de détection est activée lorsque les trois conditions suivantes sont réunies : 10 le changement d'état est un passage d'un état courant électrique sur un état cible hybride, le moteur thermique est éteint lors de ce changement, et son démarrage est requis pour réaliser l'état 15 cible. 8. Procédé de contrôle selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le temps de démarrage est déterminé par un booléen (FORC_PWT_NOT_RES) qui est à l'état VRAI lorsque les deux conditions suivantes sont réunies : 20 - la machine électrique n'est pas capable de fournir la force requise au groupe motopropulseur FORC PWT REQ, et _ - l'apport du moteur thermique n'est pas négligeable. 25 9. Procédé de contrôle selon les revendications 6 ou 7, et 8, caractérisé en ce que le temps de démarrage est plus court si le booléen (FORC PWT NOT RES) est à l'état _ _ VRAI pendant que la fenêtre de détection (ENG_STA_PERF_WIN) est active.