Brevet FR3070945A1 — publié le 20190315

CONTRÔLE DE FOURNITURE D'UN COUPLE COMPLÉMENTAIRE PAR UNE MACHINE MOTRICE NON-THERMIQUE D'UN VÉHICULE HYBRIDE EN FONCTION DU POTENTIEL D'ACCÉLÉRATION L'invention concerne les véhicules qui comprennent une chaîne de transmission hybride comportant un moteur thermique et une machine motrice non-thermique consommant respectivement du carburant et de la puissance d'au moins un moyen de stockage d'énergie pour fournir des couples, ensemble ou séparément, pour au moins un train. Dans ce qui suit, on entend par « moyen de stockage d'énergie » aussi bien un moyen de stockage d'énergie électrique qu'un moyen de stockage d'énergie hydraulique ou pneumatique. Par ailleurs, on notera que l'invention concerne aussi bien le cas dans lequel le moteur thermique et la machine motrice non-thermique fournissent deux couples pour un même train que le cas dans lequel le moteur thermique et la machine motrice non-thermique fournissent deux couples respectivement pour deux trains. Dans un véhicule hybride du type de celui défini ci-avant, l'intégralité de la puissance disponible du moyen de stockage d'énergie (ou « stockeur ») est généralement mise à la disposition de la machine motrice non-thermique afin de satisfaire au mieux le conducteur. Par conséquent, lorsque seul le moteur thermique fournit du couple et que le conducteur augmente le pourcentage d'enfoncement de la pédale d'accélérateur pour signaler qu'il souhaite une accélération complémentaire, le calculateur de supervision de la chaîne de transmission hybride autorise la machine motrice non-thermique à consommer de l'énergie stockée dans le moyen de stockage d'énergie associé pour fournir un couple complémentaire (ou « boost ») susceptible d'induire cette accélération complémentaire dès lors que la puissance disponible dans ce moyen de stockage d'énergie le permet. Ce mode de contrôle du couple complémentaire fourni est 2 notamment décrit dans le document brevet FR 3041308. Dans certaines situations de vie (comme par exemple en présence d'une vitesse du véhicule élevée, typiquement supérieure à 100 km/h), l'accélération complémentaire induite par le couple complémentaire (ou boost) 5 n'est pas suffisamment forte pour être ressentie par le conducteur. Or, avec le fonctionnement actuel, l'énergie stockée dans le moyen de stockage d'énergie est utilisée pour produire un couple complémentaire, ce qui induit une consommation « inutile », alors que cette énergie aurait pu être utilisée plus tard, et notamment dans une situation de vie où le conducteur aurait 10 nettement ressenti l'effet de son utilisation, par exemple dans le cadre d'un boost. L'invention a donc notamment pour but d'améliorer la situation dans les véhicules hybrides. Elle propose notamment à cet effet un procédé de contrôle destiné à 15 être mis en oeuvre dans un véhicule comprenant au moins un moyen de stockage d'énergie ayant une puissance disponible, et un moteur thermique et une machine motrice non-thermique fournissant respectivement des couples pour au moins un train en consommant respectivement du carburant et de la puissance du moyen de stockage d'énergie. 20 Ce procédé de contrôle se caractérise par le fait qu'il comprend une étape dans laquelle, lorsque seul le moteur thermique fournit du couple pour le train : - on estime une valeur représentative d'un potentiel d'accélération du véhicule en cas de fourniture d'un couple complémentaire par la machine 25 motrice non-thermique, en fonction d'au moins un paramètre du véhicule, et - on autorise cette fourniture de couple complémentaire lorsque cette valeur estimée est supérieure à un seuil choisi. On entend ici par « potentiel d'accélération » la valeur de 30 l'augmentation de l'accélération que pourrait induire la machine motrice non- thermique si elle produisait un couple complémentaire en consommant de l'énergie stockée dans le moyen de stockage d'énergie, compte tenu de la 3 situation de vie en cours dans le véhicule. Grâce à l'estimation de ce potentiel d'accélération on peut désormais décider de produire du couple complémentaire lorsque cela s'avère vraiment utile au regard de la situation de vie en cours, ce qui évite de consommer 5 inutilement de l'énergie stockée dans le moyen de stockage d'énergie. Le procédé de contrôle selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - dans son étape on peut utiliser un seuil qui est choisi en fonction d'un 10 pourcentage d'enfoncement d'une pédale d'accélérateur du véhicule et/ou d'un mode de fonctionnement sélectionné pour le véhicule ; - dans son étape on peut estimer la valeur en fonction d'au moins un paramètre du véhicule qui est choisi parmi au moins une caractéristique technique du véhicule, une vitesse en cours du véhicule, un rapport engagé 15 dans des moyens de changement de rapport du véhicule, une pente en cours d'une portion de voie de circulation sur laquelle circule le véhicule, un poids en cours du véhicule, une information météorologique, une altitude à laquelle est situé le véhicule, et un mode de fonctionnement sélectionné pour le véhicule ; 20 - dans son étape le mode de fonctionnement du véhicule peut être choisi parmi un mode de roulage, lui-même choisi parmi un roulage à deux roues motrices et un roulage à quatre roues motrices, et un mode de conduite, lui-même choisi parmi un mode économique, un mode automatique et un mode sportif ; 25 - dans son étape on peut estimer la valeur lorsqu'en outre un conducteur du véhicule vient d'augmenter un pourcentage d'enfoncement d'une pédale d'accélérateur du véhicule pour signaler qu'il souhaite une accélération complémentaire. L'invention propose également un dispositif de contrôle destiné à 30 équiper un véhicule comprenant au moins un moyen de stockage d'énergie ayant une puissance disponible, et un moteur thermique et une machine motrice non-thermique fournissant respectivement des couples pour au moins un train en consommant respectivement du carburant et de la puissance de 4 ce moyen de stockage d'énergie. Ce dispositif de contrôle se caractérise par le fait qu'il comprend des moyens mettant en oeuvre l'étape d'un procédé de contrôle du type de celui présenté ci-avant. 5 L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant au moins un moyen de stockage d'énergie ayant une puissance disponible, un moteur thermique et une machine motrice non-thermique fournissant respectivement des couples pour au moins un train en consommant respectivement du carburant et de la puissance du moyen de 10 stockage d'énergie, et un dispositif de contrôle du type de celui présenté ci- avant. Par exemple, la machine motrice non-thermique de ce véhicule peut être de type électrique. Dans ce cas, le moyen de stockage d'énergie stocke de l'énergie électrique. 15 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et du dessin annexé, sur lequel l'unique figure illustre schématiquement et fonctionnellement un véhicule comprenant une chaîne de transmission hybride et un calculateur de supervision équipé d'un dispositif de contrôle selon l'invention. 20 L'invention a notamment pour but de proposer un procédé de contrôle destiné à être mis en oeuvre dans un véhicule V comprenant une chaîne de transmission hybride comportant un moteur thermique MT et une machine motrice non-thermique MM fournissant respectivement des couples pour au moins un train T1 en consommant respectivement du carburant et de la 25 puissance d'au moins un premier moyen de stockage d'énergie MS1. Elle propose également un dispositif de contrôle DC destiné à mettre en oeuvre le procédé de contrôle au sein d'un véhicule V. Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que le véhicule V est de type automobile. Il s'agit par exemple d'une voiture. Mais 30 l'invention n'est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout type de véhicule hybride comportant au moins un moteur thermique et une machine motrice non-thermique fournissant des couples pour au moins un train (ou analogue). Par conséquent, l'invention concerne non seulement les 5 véhicules terrestres, mais également les bateaux et les avions. On entend ici par « machine motrice non-thermique » une machine agencée de manière à fournir ou récupérer du couple pour déplacer un véhicule, soit seule soit en complément d'un moteur thermique. Il pourra par 5 exemple s'agir d'une machine (ou moteur) électrique, d'une machine hydraulique, d'une machine pneumatique (ou à air comprimé), ou d'un volant d'inertie. Par ailleurs, on entend ici par « moteur thermique » une machine ou un moteur consommant du carburant pour produire du couple pour déplacer 10 un véhicule. On a schématiquement représenté sur l'unique figure un véhicule V comprenant une chaîne de transmission hybride, un calculateur de supervision CS propre à superviser (ou gérer) le fonctionnement de la chaîne de transmission, et un dispositif de contrôle DC selon l'invention. 15 La chaîne de transmission hybride comprend ici, notamment, un moteur thermique MT, un arbre moteur AM, un embrayage EM, une machine motrice non-thermique MM, des moyens de changement de rapport BV, un premier moyen de stockage d'énergie MS1 et un arbre de transmission AT. Le moteur thermique MT comprend un vilebrequin (non représenté) 20 qui est solidarisé fixement à l'arbre moteur AM afin d'entraîner ce dernier (AM) en rotation. Il est destiné à fournir du couple pour au moins un premier train T1 (ici de roues), via l'embrayage EM, la machine motrice (non-thermique) MM, et les moyens de changement de rapport BV. Mais dans une variante de réalisation il pourrait fournir du couple pour au moins un train via l'embrayage 25 EM et les moyens de changement de rapport BV. Le premier train T1 est, par exemple, situé à l'avant du véhicule V, et couplé à l'arbre de transmission AT, de préférence, et comme illustré, via un différentiel (ici avant) D1. Mais dans une variante ce premier train T1 pourrait être situé à l'arrière du véhicule V. 30 L'embrayage EM est chargé de coupler/découpler l'arbre moteur AM (couplé au moteur thermique MT) à/de la machine motrice MM, sur ordre du calculateur de supervision CS, afin de communiquer du couple qu'elle produit. Cet embrayage EM peut être de tout type dès lors qu'il peut prendre au moins 6 un premier état (couplé) dans lequel il assure le couplage entre le moteur thermique MT et la machine motrice MM, et un deuxième état (découplé) dans lequel il découple le moteur thermique MT de la machine motrice MM. La machine motrice MM est couplée au premier moyen de stockage 5 d'énergie MS1 afin d'être alimentée en énergie ou d'alimenter ce dernier (MS1) en énergie. Elle est également couplée à la sortie de l'embrayage EM et à l'arbre primaire AP des moyens de changement de rapport BV. Dans ce qui suit on considère, à titre d'exemple non limitatif, que la machine motrice MM est de type électrique. Mais l'invention n'est pas limitée 10 à ce type de machine motrice non-thermique. Ainsi, elle concerne également et notamment les machines (ou moteurs) hydrauliques, les machines (ou moteurs) pneumatiques (ou à air comprimé), et les volants d'inertie. Comme on considère ici que la machine motrice MM est de type électrique, le premier moyen de stockage d'énergie MS1 qui l'alimente en 15 énergie est agencé pour stocker de l'énergie électrique, par exemple en basse tension (typiquement 220 V à titre illustratif). Les moyens de changement de rapport BV peuvent, par exemple, être agencés sous la forme d'une boîte de vitesses. Ils comprennent l'arbre primaire AP qui est destiné à recevoir du couple de la machine motrice MM, et 20 un arbre secondaire destiné à recevoir ce couple via l'arbre primaire AP afin de le communiquer à l'arbre de transmission AT auquel il est couplé et qui est couplé indirectement aux roues motrices (ici avant) du véhicule V via le différentiel D1. Mais dans une variante de réalisation les moyens de changement de rapport BV pourraient, par exemple, comprendre au moins un 25 train épicycloïdal comprenant un, deux ou trois synchronisateurs. On notera que les moyens de changement de rapport BV doivent proposer au moins un rapport. Comme illustré non limitativement sur l'unique figure, la chaîne de transmission peut aussi comprendre un démarreur ou un alterno-démarreur 30 AD couplé au moteur thermique MT et chargé de lancer ce dernier (MT) afin de lui permettre de démarrer. Ce lancement se fait grâce à de l'énergie électrique qui est, par exemple et comme illustré non limitativement, stockée dans un second moyen de stockage MS2. 7 Ce second moyen de stockage MS2 peut être agencé sous la forme d'une batterie très basse tension (par exemple 12 V, 24 V ou 48V). Cette dernière (MS2) peut, par exemple, alimenter un réseau de bord auquel sont connectés des équipements électriques du véhicule V. On notera que le 5 second moyen de stockage MS2 peut, comme illustré non limitativement, être couplé au premier moyen de stockage d'énergie MS1 et à la machine motrice MM via un convertisseur CV de type DC/DC, afin de pouvoir être rechargé. Les fonctionnements d'au moins le moteur thermique MT et la machine motrice MM, ainsi qu'éventuellement de l'embrayage EM et/ou des 1 o moyens de changement de rapport BV, peuvent être contrôlés par le calculateur de supervision CS. Comme indiqué précédemment, l'invention propose un procédé de contrôle destiné à être mis en oeuvre dans le véhicule V afin de contrôler les compléments de couple (ou boosts) que peut fournir sa machine motrice MM 15 lorsque seul son moteur thermique MT est en train de fournir du couple (ici) au premier train T1. Ce procédé de contrôle peut être mis en oeuvre au moyen du dispositif de contrôle DC qui comprend au moins des moyens de contrôle MC à cet effet. 20 On notera que dans l'exemple non limitatif illustré sur l'unique figure, le dispositif de contrôle DC fait partie du calculateur de supervision CS. Mais cela n'est pas obligatoire. Ce dispositif de contrôle DC pourrait en effet être un équipement couplé au calculateur de supervision CS, directement ou indirectement. Par conséquent, le dispositif de contrôle DC peut être réalisé 25 sous la forme de modules logiciels (ou informatiques ou encore « software »), ou bien d'une combinaison de circuits électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels. Le procédé de contrôle, selon l'invention, comprend une étape qui est mise en oeuvre à l'initiative du dispositif de contrôle DC lorsqu'au moins le 30 moteur thermique MT est seul à fournir du couple (ici) au premier train T1, en consommant du carburant. Dans cette étape, chaque fois que cette condition est présente, on (les moyens de contrôle MC) estime(nt) une valeur vpa qui est représentative 8 d'un potentiel d'accélération du véhicule V en cas de fourniture d'un couple complémentaire cc par la machine motrice non-thermique MM, en fonction d'au moins un paramètre du véhicule V. Puis, on (les moyens de contrôle MC) autorise(nt) cette fourniture de couple complémentaire cc lorsque cette valeur 5 estimée vpa est supérieure à un seuil spa choisi. Le dispositif de contrôle DC informe alors le calculateur de supervision CS que la machine motrice non-thermique MM est autorisée à fournir un couple complémentaire cc. Dans le cas contraire (vpa REVENDICATIONS1. Procédé de contrôle pour un véhicule (V) comprenant au moins un moyen de stockage d'énergie (MS1) ayant une puissance disponible, et un moteur thermique (MT) et une machine motrice non-thermique (MM) fournissant respectivement des couples pour au moins un train (T1) en consommant respectivement du carburant et de la puissance dudit moyen de stockage d'énergie (MS1), caractérisé en ce qu'il comprend une étape dans laquelle, lorsque seul ledit moteur thermique (MT) fournit du couple, on estime une valeur représentative d'un potentiel d'accélération dudit véhicule (V) en cas de fourniture d'un couple complémentaire par ladite machine motrice non-thermique (MM), en fonction d'au moins un paramètre dudit véhicule (V), et on autorise cette fourniture de couple complémentaire lorsque ladite valeur estimée est supérieure à un seuil choisi. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans ladite étape on utilise un seuil choisi en fonction d'un pourcentage d'enfoncement d'une pédale d'accélérateur dudit véhicule (V) et/ou d'un mode de fonctionnement sélectionné pour ledit véhicule (V). 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que dans ladite étape on estime ladite valeur en fonction d'au moins un paramètre dudit véhicule (V) choisi parmi au moins une caractéristique technique dudit véhicule (V), une vitesse en cours dudit véhicule (V), un rapport engagé dans des moyens de changement de rapport (BV) dudit véhicule (V), une pente en cours d'une portion de voie de circulation sur laquelle circule ledit véhicule (V), un poids en cours dudit véhicule (V), une information météorologique, une altitude à laquelle est situé ledit véhicule (V), un mode de fonctionnement sélectionné pour ledit véhicule (V), un rendement d'une chaîne de transmission dudit véhicule (V), et une résistance au roulement de pneus dudit véhicule (V). 4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que dans ladite étape ledit mode de fonctionnement du véhicule (V) est choisi parmi un mode de roulage et un mode de conduite, lui-même choisi parmi un mode 13 économique, un mode automatique et un mode sportif. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que dans ladite étape on estime ladite valeur lorsqu'en outre un conducteur dudit véhicule (V) vient d'augmenter un pourcentage d'enfoncement d'une pédale 5 d'accélérateur dudit véhicule (V) pour signaler qu'il souhaite une accélération complémentaire. 6. Dispositif de contrôle (DC) pour un véhicule (V) comprenant au moins un moyen de stockage d'énergie (MS1) ayant une puissance disponible, et un moteur thermique (MT) et une machine motrice non- 10 thermique (MM) fournissant respectivement des couples pour au moins un train (T1) en consommant respectivement du carburant et de la puissance dudit moyen de stockage d'énergie (MS1), caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (MC) mettant en oeuvre l'étape d'un procédé de contrôle selon l'une des revendications précédentes. 15 7. Véhicule (V) comprenant au moins un moyen de stockage d'énergie (MS1) ayant une puissance disponible, et un moteur thermique (MT) et une machine motrice non-thermique (MM) fournissant respectivement des couples pour au moins un train (T1) en consommant respectivement du carburant et de la puissance dudit moyen de stockage d'énergie (MS1), caractérisé en ce 20 qu'il comprend en outre un dispositif de contrôle (DC) selon la revendication 6. 8. Véhicule selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite machine motrice non-thermique (MM) est de type électrique, et ledit moyen de stockage d'énergie (MS1) stocke de l'énergie électrique. 9. Véhicule selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il est de 25 type automobile.