Brevet FR3114620A1 — publié le 20220401

L’invention concerne un procédé de contrôle de la pression d’alimentation en carburant d’injecteurs d’un groupe motopropulseur (2) comprenant un moteur à combustion (4), une pompe d’alimentation en carburant entrainée par le moteur (4), une machine électrique (7) de traction, comprenant une étape de a) détection, alors que le moteur (4) est à l’arrêt, d’un passage de la pression d’alimentation en carburant en dessous d’une valeur minimale, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes de b) détermination d’une réserve de couple disponible avec la machine électrique (7) en fonction de la capacité maximale de couple de la machine électrique (7) et d’une demande de couple à réaliser, c) en cas de détection positive à l’étape a), et d’une réserve de couple jugée suffisante, augmentation de la pression d’alimentation en carburant par une commande de l’entrainement par la machine électrique (7) du moteur à combustion (4) sans injection de carburant. Figure 1 PROCEDE DE CONTROLE DE LA PRESSION D’ALIMENTATION EN CARBURANT D’UN GROUPE MOTOPROPULSEUR L’invention a trait au domaine des véhicules automobiles, plus particulièrement au domaine des groupes motopropulseurs hybrides, plus particulièrement encore au domaine des systèmes d’alimentation en carburant d’injecteurs de groupes motopropulseurs hybrides. Les moteurs à combustion actuels fonctionnent pour la plupart avec des injecteurs de carburant commandés électriquement et alimentés de manière commune par un système d’alimentation en carburant sous pression. Un tel système d’alimentation en carburant comprend, classiquement, une pompe basse-pression située dans le réservoir, une pompe haute-pression située au niveau du moteur à combustion et alimentée en carburant par la pompe basse-pression, et une rampe de distribution du carburant sous pression vers les injecteurs. Dans le cas des moteurs à carburant diesel, la haute-pression est sensiblement plus élevée (>1000 bar) que dans le cas des moteurs à carburant essence (>100bar). La pompe d’alimentation en carburant haute-pression, assurant la pression de travail pour les injecteurs, est habituellement entrainée par le moteur à combustion, par exemple par un arbre à cames dudit moteur. Lors du démarrage du moteur à combustion, notamment après une période d’arrêt longue où la pression du carburant est potentiellement à une valeur sensiblement plus basse que la pression nominale, c’est-à-dire de travail, l’entrainement de la pompe d’alimentation en carburant par la rotation du moteur à combustion par le démarreur électrique rétablit assez rapidement la pression nominale et permet un démarrage correct du moteur à combustion. Cependant, dans le cas d’un groupe motopropulseur hybride, c’est-à-dire combinant un moteur à combustion à une machine électrique, le moteur à combustion est susceptible de devoir démarrer rapidement avec un niveau de charge élevé. C’est notamment le cas lorsque le conducteur du véhicule hybride en question procède à un dépassement en enfonçant davantage la pédale d’accélérateur de sorte que la machine électrique ne suffit pas à fournir la puissance demandée et le moteur à combustion est démarré et mis en charge de façon immédiate. Un défaut de pression de carburant dans le système d’alimentation en carburant dans une telle situation va retarder le démarrage et la mise en charge du moteur à combustion et ainsi provoquer un défaut transitoire de puissance. Le document de brevet publié EP 2 022 972 A2 aborde cette problématique et prévoit de contrôler la pression d’alimentation en carburant de manière dynamique durant les phases d’arrêt ou de découplage du moteur à combustion. A cet effet, cet enseignement prévoit de moduler la pression d’alimentation en carburant à la valeur adéquate lors du redémarrage prévu du moteur à combustion. Cette pression dépend en effet du point de fonctionnement du moteur à combustion et est obtenue en commandant une vanne de régulation montée sur une rampe commune de distribution de carburant. Une ouverture contrôlée de cette vanne permet de diminuer la pression d’alimentation en carburant. Par contre, pour augmenter la pression en question durant les phases d’arrêt du moteur à combustion, il est nécessaire d’actionner la pompe d’alimentation en carburant. Cet enseignement ne semble cependant pas détailler comment cet actionnement est réalisé, ni son impact sur l’agrément de conduite L’invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l’état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l’invention a pour objectif de permettre au moteur à combustion d’un groupe motopropulseur hybride de pouvoir démarrer en charge de manière rapide et sans à-coups. Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l’invention un procédé de contrôle de la pression d’alimentation en carburant d’injecteurs d’un groupe motopropulseur comprenant un moteur à combustion, une pompe d’alimentation en carburant entrainée par le moteur à combustion, une machine électrique de traction, le procédé comprenant une étape de : a) détection, alors que le moteur est à l’arrêt, d’un passage de la pression d’alimentation en carburant en dessous d’une valeur minimale, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes de : b) Détermination d’une réserve de couple disponible avec la machine électrique en fonction de la capacité maximale de couple de la machine électrique et d’une demande de couple à réaliser, c) En cas de détection positive à l’étape a), et d’une réserve de couple jugée suffisante, augmentation de la pression d’alimentation en carburant par une commande de l’entrainement par la machine électrique du moteur à combustion sans injection de carburant. L’effet technique est de maintenir la pression de carburant sans pénaliser l’agrément de conduite du véhicule. Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaisons : Selon une réalisation, le procédé comprend une étape de choix du mode de mise en action du groupe motopropulseur entre un mode dit thermique, avec démarrage du moteur à combustion, ou un mode dit électrique, sans démarrage du moteur à combustion et en ce que l’augmentation de la pression d’alimentation en carburant par la commande de l’entrainement par la machine électrique du moteur à combustion sans injection de carburant est effectuée à la condition supplémentaire que le mode de mise en action choisi soit le mode dit électrique. Selon une réalisation, la réserve de couple de la machine électrique est comparée au couple nécessaire à la mise en rotation du moteur à combustion, et si cette réserve de couple est supérieure au couple nécessaire à la mise en rotation du moteur à combustion, cette réserve de couple est jugée suffisante pour autoriser l’augmentation de la pression d’alimentation en carburant par une commande de l’entrainement par la machine électrique du moteur à combustion sans injection de carburant. Selon une réalisation, la machine électrique étant alimentée par une batterie de traction, la capacité maximale en couple de la machine électrique est déterminée en fonction de la température, de l’état de charge et du vieillissement de la batterie de traction. L’invention a aussi pour objet un groupe motopropulseur comprenant : -un moteur à combustion, -une pompe d’alimentation en carburant entrainée par le moteur à combustion, - une machine électrique de traction, reliée à une batterie de traction, -un embrayage, assurant un couplage en transmission entre le moteur à combustion et la machine électrique, -des moyens de contrôle, caractérisé en ce que les moyens de contrôle sont configurés pour exécuter le procédé selon l’une des variantes précédemment décrites. L’invention a aussi pour objet un véhicule comprenant un tel groupe motopropulseur. D’autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après d’un mode particulier de réalisation, non limitatif de l’invention, faite en référence aux figures dans lesquelles : est une représentation schématique d’un groupe motopropulseur hybride d’un véhicule automobile, conforme à l’invention. est une représentation schématique de l’architecture de commande du système d’alimentation en carburant et de la partie hybride du groupe motopropulseur de la figure 1, conformément à l’invention. est une représentation schématique de la stratégie de l’invention. La figure 1 illustre de manière schématique un véhicule automobile 1, plus particulièrement un groupe motopropulseur 2 du type hybride et un essieu 3 entrainé par le groupe motopropulseur 2 dudit véhicule. Le groupe motopropulseur 2 comprend, essentiellement, un moteur à combustion interne 4, un embrayage 5, une boîte de vitesse 6 et une machine électrique 7. En l’occurrence la machine électrique 7 est intégrée à la boîte de vitesse 6, plus particulièrement sur l’arbre primaire de la boîte de vitesses 6. L’embrayage 5 assure un couplage en transmission entre le moteur à combustion 4 et l’arbre primaire de la boîte de vitesses 6. L’arbre secondaire de la boîte de vitesses 6 est couplé en transmission à un différentiel associé à l’essieu 3 entrainé par le groupe motopropulseur 2. La machine électrique 7 est alimentée électriquement par une batterie de traction, non représentée. Lorsque l’embrayage 5 est fermé, le moteur à combustion interne 4 est couplé à l’essieu 3 via la boîte de vitesses 6. La machine électrique 7, en prise permanente avec l’arbre primaire de la boîte de vitesses 6, peut alors être active en mode moteur, c’est-à-dire ajoutant un couple d’entrainement s’additionnant au couple du moteur à combustion 4, ou en mode génératrice, c’est-à-dire entrainée par le moteur à combustion 4 et/ou l’essieu du véhicule par inertie. Lorsque l’embrayage 5 est ouvert, le moteur à combustion interne 4 est découplé de la boîte de vitesses 6 et de l’essieu 3. La machine électrique 7 reste cependant couplée à l’arbre primaire de la boîte de vitesses 6 et peut ainsi être active en mode moteur pour entrainer l’essieu 3 ou en mode génératrice entrainée par l’essieu 3. L’architecture qui vient d’être décrite est un exemple et d’autres architectures sont envisageables, notamment où la machine électrique n’est pas intégrée dans la boîte de vitesses et éventuellement couplée à ladite boîte de vitesses par un embrayage spécifique. La figure 2 illustre de manière schématique le système d’alimentation en carburant du groupe motopropulseur de la figure 1, ainsi que l’architecture de commande du système en question et de la partie hybride. Le système d’alimentation en carburant du moteur à combustion comprend une pompe basse-pression 8 disposée dans un réservoir à carburant 9. Cette pompe basse-pression 8 alimente en carburant une pompe haute-pression 10 d’alimentation en carburant d’une rampe de distribution 11 à laquelle sont reliés de manière fluidique des injecteurs 12 du moteur à combustion. Une unité de contrôle 13 du moteur à combustion est reliée électriquement notamment à la pompe basse-pression 8, à la pompe d’alimentation en carburant 10, à un capteur de pression 14 disposé sur la rampe de distribution 11 et aux injecteurs12. L’unité de contrôle du moteur à combustion 13 peut ainsi notamment commander électriquement la pompe basse-pression 8, recevoir un signal de fonctionnement de la pompe d’alimentation en carburant 10, recevoir un signal du capteur de pression 14 monté sur la rampe de distribution 11 et commander électriquement les injecteurs 12. L’unité de contrôle 13 du moteur à combustion est également reliée électriquement à une unité de contrôle de la partie hybride 15, cette unité étant configurée pour contrôler l’embrayage 5 et la machine électrique 7. La pompe haute pression d’alimentation en carburant 10 est entrainée par le moteur à combustion interne 4 (figure 1), en l’occurrence par un des arbres à cames dudit moteur à combustion. Il s’agit en effet d’une pompe haute-pression délivrant une pression de sortie supérieure ou égale à 100 bar pour un moteur à combustion à carburant essence. Cette pression est sensiblement supérieure pour un moteur à combustion à carburant Diesel. Cette pompe est une pompe volumétrique, comme par exemple à piston. Elle comprend différents clapets anti-retour, notamment à l’admission et à la sortie. Elle comprend également un clapet de décharge ayant pour fonction de limiter la pression de sortie de la pompe. Un tel clapet comprend un obturateur mobile mis en pression étanche contre un siège traversé par un passage de décharge vers le réservoir de carburant 9. La mise en pression de l’obturateur, comme par exemple une bille, contre le siège est assurée par un élément ressort taré, c’est-à-dire soumis à une précontrainte correspondant à la pression de sortie maximale autorisée. Si la pression de sortie atteint et/ou dépasse cette valeur de pression de sortie maximale autorisée, l’obturateur va se déplacer contre l’effort de l’élément ressort, s’éloigner du siège et ainsi créer un passage de décharge. Lorsque la pompe d’alimentation en carburant 9 s’arrête, les clapets anti-retour et le clapet de décharge restent fermés. Ils peuvent cependant présenter de très légères fuites et permettre à la pression de carburant P, initialement à un niveau nominal P N , de progressivement diminuer. Dans le cadre de fonctionnement d’un véhicule automobile hybride, le temps d’arrêt du moteur à combustion alors que la machine électrique assure le déplacement du véhicule peut durer plusieurs dizaines de minutes. Durant une telle période, en fonction de l’état et donc du niveau de fuite du ou des clapets anti-retour et/ou de décharge de la pompe d’alimentation en carburant 9, la pression de carburant P peut diminuer de manière substantielle par rapport à un niveau nominal P N , susceptible de provoquer un temps de démarrage du moteur à combustion plus long et potentiellement un défaut de puissance au début du démarrage. La ou les fuites peuvent être telles que la pression d’alimentation P diminue d’une valeur nominale P N à une valeur minimale P min =0.5·P N en moins de 30 minutes lorsque le moteur à combustion est à l’arrêt. Il est souhaitable que le moteur à combustion puisse démarrer après deux points morts hauts, à savoir approximativement un tour. Conformément à l’invention, l’unité de contrôle 13 du moteur à combustion est configurée pour, lorsque le moteur à combustion 4 (figure 1) est à l’arrêt, surveiller la pression de carburant P dans le système d’alimentation des injecteurs 12, en l’occurrence via le capteur 14, et lorsque cette pression P devient inférieure ou égale à une valeur minimale Pmin, commander une fermeture de l’embrayage 5 afin de mettre en mouvement de rotation le moteur à combustion 4 (figure 1) sans injecter de carburant, de manière à mettre en mouvement la pompe d’alimentation en carburant 10 et rétablir une pression d’alimentation nominale P N . Une fois la pression nominale P N atteinte, détectée via le capteur de pression 14, l’unité de contrôle 13 du moteur à combustion va alors commander l’ouverture de l’embrayage 5 pour arrêter le mouvement du moteur à combustion. Ces commandes de fermeture et d’ouverture de l’embrayage 5 sont en l’occurrence réalisées via l’unité de contrôle 15 de la partie hybride. Cependant, en l’état, lors d’un roulage en mode dit électrique, en fonction du moment où le rétablissement de la pression carburant est activé, la capacité maximale en couple de la machine électrique sera amputée du couple nécessaire à la mise en rotation du moteur à combustion, sans prendre en compte le besoin en couple roue demandé par le conducteur. Si ce couple demandé par le conducteur est supérieur au potentiel maximum de couple fourni par la machine électrique, alors en mode électrique par le conducteur ressentira un trou de couple et en mode hybride un démarrage du moteur à combustion sera réalisé, entrainant une diminution du taux de disponibilité du roulage en mode électrique pur. La figure 3 présente maintenant plus en détail la stratégie de contrôle de la pression d’alimentation en carburant selon l’invention. L’unité de contrôle 15 détermine la réserve de couple de la machine électrique 7 en fonction de la capacité maximale en couple de la machine électrique 7 ainsi que du couple à réaliser. Ce couple à réaliser peut-être un couple demandé représentatif d’une volonté du conducteur. A cet effet, L’unité de contrôle 15 peut recevoir en entrée une information, IVC, représentative de la volonté du conducteur. Cette information, IVC, peut être émise par une pédale d’accélérateur, P, du véhicule sur laquelle le conducteur appuie. Cette information, IVC peut être une demande de couple roue. La réserve de couple de la machine électrique 7 est obtenue en soustrayant à la capacité maximale en couple de la machine électrique le couple demandé par le conducteur. La capacité maximale en couple de la machine électrique est déterminée en fonction de la température, de l’état de charge et du vieillissement de la batterie de traction. L’unité de contrôle 15 de la partie hybride peut également déterminer le type de mise en action, MEA, du groupe motopropulseur 2 (figure 1), à réaliser. Le type de mise en action, MEA, est choisi entre un mode dit thermique, avec démarrage du moteur à combustion, ou un mode dit électrique, sans démarrage du moteur à combustion. A cet effet, l’unité de contrôle 15 de la partie hybride reçoit en entrée une information, Id, représentative d’une demande de démarrage. Cette information, Id, peut être émise par un dispositif de démarrage, D, du véhicule. Cette information, Id, peut être un booléen. Ce choix sera notamment dépendant de la température d’air extérieur, de l’état de charge de la batterie de traction et de la température de certains composants du groupe motopropulseur 2 tels que par exemple le moteur à combustion 4, la boite de vitesses 6, la batterie de traction. Au bloc B on détermine s’il est opportun d’activer la stratégie de prédisposition de la pression d’alimentation en carburant. Le besoin de prédisposition de la pression carburant est envoyé au bloc C (information Ia). Au bloc C, on détecte également s’il y a un besoin pour prédisposer la pression d’alimentation en carburant à sa valeur nominale P N . Autrement dit on détecte, alors que le moteur 4 est à l’arrêt, si la pression d’alimentation en carburant passe en dessous de la valeur minimale Pmin. Le besoin pour prédisposer la pression d’alimentation en carburant à sa valeur nominale est signalé au bloc B (information Ib). Ainsi, si via l’information Ib un besoin de prédisposition pression carburant est avéré et que le type de mise en action, MEA, envoyé de l’unité de contrôle 15 de la partie hybride vers le bloc B est le mode dit électrique, alors le besoin de prédisposition de la pression carburant est envoyée du bloc B au bloc C, via l’information Ia, qui peut être un booléen. Lorsque la prédisposition carburant est terminée, le besoin de prédisposition carburant n’est plus présent: Il est pris en compte par le bloc B comme l’une des conditions nécessaires pour remettre à 0 le booléen d’information, Ia. En interne du bloc B, la réserve de couple de la machine électrique 7 peut être comparée au couple, K0, nécessaire à la mise en rotation du moteur à combustion 4. Si un besoin de prédisposition pression carburant est présent et que cette réserve de couple de la machine électrique 7 est supérieure au couple K0 nécessaire à la mise en rotation du moteur à combustion 4, cette réserve de couple de la machine électrique est jugée suffisante et alors un booléen, Ia, d’activation, de la prédisposition pression carburant est envoyé du bloc B au bloc C. Lorsque la prédisposition carburant est terminée, le besoin de prédisposition carburant n’est plus présent. Il est pris en compte par le bloc B comme l’une des conditions nécessaires pour remettre à 0 le booléen, Ia, d’activation de la prédisposition pression carburant. Grâce à l’invention, le maintien de la pression de carburant est fait au moment le plus opportun, de manière transparente pour le conducteur et des passagers, sans trou de couple à la roue ni réduction du taux de disponibilité en mode électrique. La solution n’implique pas de coûts de matériels supplémentaires. Procédé de contrôle de la pression d’alimentation en carburant d’injecteurs (11) d’un groupe motopropulseur (2) comprenant : -un moteur à combustion (4), -une pompe d’alimentation en carburant (10) entrainée par le moteur à combustion (4), -une machine électrique (7) de traction, le procédé comprenant une étape de : détection, alors que le moteur (4) est à l’arrêt, d’un passage de la pression d’alimentation en carburant en dessous d’une valeur minimale, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes de : Détermination d’une réserve de couple disponible avec la machine électrique (7) en fonction de la capacité maximale de couple de la machine électrique (7) et d’une demande de couple à réaliser, En cas de détection positive à l’étape a), et d’une réserve de couple jugée suffisante, augmentation de la pression d’alimentation en carburant par une commande de l’entrainement par la machine électrique (7) du moteur à combustion (4) sans injection de carburant. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend une étape de choix du mode de mise en action (MEA) du groupe motopropulseur (2) entre un mode dit thermique, avec démarrage du moteur à combustion, ou un mode dit électrique, sans démarrage du moteur à combustion et en ce que l’augmentation de la pression d’alimentation en carburant par la commande de l’entrainement par la machine électrique (7) du moteur à combustion (4) sans injection de carburant est effectuée à la condition supplémentaire que le mode de mise en action (MEA) choisi soit le mode dit électrique. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la réserve de couple de la machine électrique (7) est comparée au couple nécessaire à la mise en rotation du moteur à combustion (4), et si cette réserve de couple est supérieure au couple nécessaire à la mise en rotation du moteur à combustion, cette réserve de couple est jugée suffisante pour autoriser l’augmentation de la pression d’alimentation en carburant par une commande de l’entrainement par la machine électrique (7) du moteur à combustion (4) sans injection de carburant. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la machine électrique (7) étant alimentée par une batterie de traction, la capacité maximale en couple de la machine électrique (7) est déterminée en fonction de la température, de l’état de charge et du vieillissement de la batterie de traction. Groupe motopropulseur (2) comprenant : -un moteur à combustion (4), -une pompe d’alimentation en carburant (10) entrainée par le moteur à combustion (4), - une machine électrique (7) de traction, reliée à une batterie de traction, -un embrayage (5), assurant un couplage en transmission entre le moteur à combustion (4) et la machine électrique, -des moyens de contrôle (13, 15), caractérisé en ce que les moyens de contrôle (13, 15) sont configurés pour exécuter le procédé selon l’une des revendications précédentes. Véhicule (1), caractérisé en ce qu’il comprend un groupe motopropulseur (2) selon la revendication précédente.