Brevet FR3131891A1 — publié le 20230721

Procédé de contrôle d’un changement de rapport de vitesse d’un groupe motopropulseur d’un véhicule automobile hybride, comportant un moteur thermique (2) relié par un premier embrayage (C0) à une entrée de boîte de vitesses (6), une machine électrique (8) reliée directement à cette entrée de boîte de vitesses (6), l’entrée de boîte de vitesses (6) entraînant par un deuxième embrayage (C1), et par un train planétaire (18) disposé en parallèle et commandé par un frein (B), ce procédé comportant pour le passage de la sixième vitesse vers la septième vitesse, l’application d’un couple temporaire par la machine électrique pour passer de la sixième vitesse vers la cinquième vitesse, puis de la cinquième vitesse vers la septième vitesse. Figure 1 PROCEDE DE CONTROLE D’UN CHANGEMENT DE RAPPORT SUR UN GROUPE MOTOPROPULSEUR DE VEHICULE HYBRIDE La présente invention concerne un procédé de contrôle d’un changement de rapport sur un groupe motopropulseur de véhicule automobile hybride, ainsi qu’un véhicule hybride comportant des dispositifs mettant en œuvre un tel procédé de contrôle. Un type de boîte de vitesses hybride connu, présenté notamment par le document FR-A1-3075117, comporte une entrée comprenant en parallèle un embrayage donnant une prise directe, et un train planétaire commandé par deux freins réalisant par leurs serrages deux rapports de réduction. L’embrayage et le train planétaire entraînent plusieurs trains d’engrenages sélectionnés par des systèmes d’engagement comportant des synchroniseurs, afin de réaliser sept rapports de vitesse de marche avant plus des rapports de marche arrière. En particulier à partir du roulage sur un rapport, en sélectionnant un rapport suivant par la synchronisation puis le verrouillage de son système d’engagement, puis par un croisement progressif du couple transféré d’une friction à une autre friction, l’embrayage ou les freins, on bascule progressivement le couple de l’une à l’autre en obtenant des passages sous couple entre ces deux rapports. Ce type de boîte de vitesses peut réaliser des passages sous couple du premier au septième rapport de vitesse. Toutefois dans le cas d’un véhicule hybride comportant une machine électrique de traction reliée à l’entrée de la boîte de vitesses, il est connu de disposer un premier embrayage entre le moteur thermique et l’entrée afin de permettre un roulage uniquement avec la machine électrique qui entraîne les roues motrices par la boîte de vitesses en laissant le moteur thermique à l’arrêt. Dans ce cas il est connu d’utiliser un train planétaire avec un unique frein pour réaliser un seul rapport de réduction, afin de conserver seulement trois frictions sur la boîte de vitesses pour limiter sa complexité et son encombrement. Lors d’un roulage avec le moteur thermique, les passages de vitesse pour aller d’un rapport commandé par une friction à un rapport commandé par l’autre friction, par exemple de l’embrayage au frein, peuvent se faire en maintenant un couple sur les roues motrices grâce à un croisement progressif du couple entre ces deux frictions. Cette disposition est importante pour les passages entre les premiers rapports de vitesse délivrant un couple élevé aux roues motrices, qu’il faut pouvoir maintenir sensiblement constant lors des changements pour limiter les fortes variations d’accélération du véhicule entraînant un inconfort. Cependant on peut réaliser des boîtes de vitesses où pour simplifier son dessin, pour limiter en particulier le nombre de pignons et de dispositifs d’engagement, on utilise une même friction pour entraîner deux rapports supérieurs consécutifs. Pour un passage d’un de ces rapports à l’autre on a une ouverture de la friction entraînant ces rapports, et une rupture du couple transmis par le moteur thermique pendant le passage. Le véhicule passe alors d’une phase d’accélération, si elle est demandée par le conducteur, à une phase de léger freinage du véhicule dû aux différents frottements et pertes s’appliquant sur le véhicule pendant le changement de rapport, qui peut être perceptible et considéré comme peu confortable. La présente invention a notamment pour but d’éviter ces problèmes de l’art antérieur. Elle propose à cet effet un procédé de contrôle d’un changement de rapport de vitesse d’un groupe motopropulseur d’un véhicule automobile hybride, comportant un moteur thermique relié par un premier embrayage à une entrée de boîte de vitesses, une machine électrique reliée directement à cette entrée de boîte de vitesses, l’entrée de boîte de vitesses entraînant par une première friction fermée, et par une deuxième friction fermée disposée en parallèle de la première friction, plusieurs rapports de vitesse commandés par des dispositifs d’engagement, la boîte de vitesses comportant un rapport initial entraîné par la deuxième friction, un rapport immédiatement précédent entraîné par la première friction et un rapport immédiatement suivant entraîné par la deuxième friction, ce procédé étant remarquable en ce que pour un passage du rapport initial au rapport suivant il effectue successivement les étapes suivantes : il bascule progressivement le couple du moteur thermique vers la machine électrique et ouvre le premier embrayage ; il bascule le couple de la deuxième friction vers la première friction pour engager le rapport précédent en maintenant le roulage avec un couple aux roues délivré par la machine électrique ; il configure les dispositifs d’engagement pour engager le rapport suivant, puis bascule le couple délivré par la machine électrique de la première friction vers la deuxième friction pour continuer le roulage sur ce rapport suivant ; pendant toutes ces étapes précédentes il pilote la vitesse du moteur thermique pour obtenir un changement progressif de son régime depuis celui correspondant au rapport initial vers celui correspondant au rapport final ; et il ferme le premier embrayage et bascule le couple de la machine électrique vers le moteur thermique. Un avantage de ce procédé est qu’on obtient une traction continue du véhicule sensiblement constante, en utilisant la machine électrique qui peut monter en régime en utilisant le rapport précédent sans que cela soit perceptible pour le conducteur, avant de remettre le couple du moteur thermique sur le rapport suivant, ce moteur ayant suivi une baisse régulière de son régime perceptible par le conducteur qui est normale dans le cas d’une montée d’un rapport. Le conducteur obtient alors avec le moteur thermique le bruit attendu d’un changement de vitesse habituel, alors que la traction se fait temporairement uniquement par le moteur électrique, ce qui est rassurant et maintient un bon niveau de confort. Le procédé de contrôle selon l’invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. En particulier la première friction peut être un frein agissant sur un train planétaire pour réaliser une démultiplication de la vitesse. En particulier la deuxième friction peut être un deuxième embrayage. En particulier le rapport initial peut être une sixième vitesse de la boîte de vitesses. Avantageusement, le pilotage de la vitesse du moteur thermique pour obtenir un changement progressif de son régime est fait suivant une pente constante. Avantageusement, le procédé de contrôle réalise une démarche similaire inversée pour un passage du rapport suivant au rapport initial, en utilisant un couple provisoire développé par la machine électrique pour passer du rapport suivant au rapport précédent, puis passer du rapport précédent au rapport initial, avec un changement progressif du régime du moteur thermique pendant ces passages depuis celui correspondant au rapport suivant vers celui correspondant au rapport initial. Avantageusement, le procédé commande le couple délivré par la machine électrique pour obtenir un couple aux roues sensiblement constant pendant les changements de rapports. L’invention a aussi pour objet un véhicule automobile hybride comportant un moteur thermique et une machine électrique de traction reliés à l’entrée d’une boîte de vitesses, comportant des dispositifs mettant en œuvre un procédé de contrôle comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes. L’invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d’exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : est un schéma en coupe axiale d’un groupe motopropulseur mettant en œuvre un procédé selon l’invention ; est un tableau montrant les états des frictions et des dispositifs d’engagement pour les différents rapports de vitesse de marche avant ; et est un diagramme présentant en fonction du temps différents paramètres lors du passage du sixième au septième rapport. La présente un groupe motopropulseur comportant un moteur thermique 2 disposé axialement d’un côté appelé côté avant, entraînant par un premier embrayage C0 une entrée de boîte de vitesses 6 reliée en permanence par un train d’engrenages à une machine électrique de traction du véhicule 8. L’entrée de boîte de vitesses 6 est reliée par un deuxième embrayage C1 à un premier arbre primaire 12, et est reliée directement par un arbre axial 14 passant dans ce premier arbre primaire qui est creux, à une couronne extérieure 16 d’un train planétaire 18 disposé du côté arrière de la boîte. Le train planétaire 18 comporte un pignon solaire 20 relié par l’intermédiaire d’un frein B au carter de la boîte de vitesses pour l’immobiliser, et un porte-satellites 24 relié vers l’avant en passant autour de la couronne 16 à un deuxième arbre primaire 26 entourant l’arbre axial 14. Le premier embrayage C0 fermé permet avec la boîte de vitesses au point mort à la machine électrique 8 d’entraîner le moteur thermique 2 pour le démarrer, ou permet en engageant des rapports de vitesse de réaliser des roulages avec ce moteur thermique sur les différentes vitesses, la machine électrique pouvant ajouter un couple positif de traction du véhicule, ou négatif de freinage avec récupération d’énergie. Le premier embrayage C0 ouvert permet de réaliser un roulage électrique avec l’un quelconque des rapports de la boîte de vitesses, en assurant une traction ou un freinage du véhicule. Le deuxième embrayage C1 fermé forme une prise directe d’entraînement du premier arbre primaire 12 tournant à la vitesse de l’entrée, et des rapports de la boîte de vitesses qui lui sont liés. Le frein B fermé immobilise le pignon solaire 20, et apporte une réduction de vitesse pour entraîner le deuxième arbre primaire 26. La boîte de vitesses comporte un premier arbre secondaire parallèle 32 comportant un premier pignon de sortie 30 engrenant avec la couronne d’un différentiel de sortie 34, et un deuxième arbre secondaire parallèle 36 comportant un deuxième pignon de sortie 38 engrenant avec la même couronne de différentiel. Le premier arbre primaire 12 porte un premier pignon d’un couple de pignon de première et deuxième vitesse 40, le deuxième pignon étant libre sur le premier arbre secondaire 32, avec un premier dispositif d’engagement 42 comportant un synchroniseur et un crabot permettant de le lier avec cet arbre. L’extrémité arrière du premier arbre primaire 12 comporte un deuxième dispositif d’engagement 50 permettant de le lier à un premier pignon d’un couple de pignon de troisième et quatrième vitesse 52, le deuxième pignon étant libre sur le deuxième arbre secondaire 36, avec un troisième dispositif d’engagement 54 pour le lier avec cet arbre. L’extrémité avant du deuxième arbre primaire 26 comporte un quatrième dispositif d’engagement 60 permettant de le lier au premier pignon du couple de pignon de troisième et quatrième vitesse 52 ainsi qu’au deuxième dispositif d’engagement 50. Le deuxième arbre primaire 26 porte un premier pignon d’un couple de pignon de cinquième, sixième et septième vitesse 62, le deuxième pignon étant libre sur le premier arbre secondaire 30, avec un cinquième dispositif d’engagement 64 pour le lier avec cet arbre. Le premier pignon du couple de pignon de troisième et quatrième vitesse 52 engrène avec un deuxième pignon 72 fixé sur un arbre parallèle 70, cet arbre portant un troisième pignon 68 qui engrène avec un quatrième pignon libre en rotation 74 porté par le deuxième arbre primaire 26, à l’avant de cet arbre. Un sixième dispositif d’engagement 66 disposé du côté avant du quatrième pignon 74, permet de le lier avec le deuxième arbre primaire 26. Cette succession de pignons passant par l’arbre parallèle 70 donne une augmentation de vitesse entre le premier pignon du couple de pignon de troisième et quatrième vitesse 52 et le quatrième pignon libre 74, qui est disposée en série avec la sixième vitesse pour réaliser une surmultiplication de cette sixième vitesse donnant la septième vitesse. Les différents dispositifs d’engagement sont commandés par un manchon coulissant axialement, pouvant pour certains engager un dispositif d’engagement de chaque côté. La présente pour les sept vitesses indiquées dans la première colonne, pour chaque colonne successivement les engagements du deuxième embrayage C1, du frein B, du premier dispositif d’engagement 42, du deuxième dispositif d’engagement 50, du troisième dispositif d’engagement 54, du quatrième dispositif d’engagement 60, du cinquième dispositif d’engagement 64 et du sixième dispositif d’engagement 66. La première vitesse utilise le frein B, le premier 42, le deuxième 50 et le quatrième 60 dispositif d’engagement qui sont fermés, le train planétaire 18 apportant une réduction de vitesse du deuxième arbre primaire 26. La deuxième vitesse nécessite un croisement du couple du frein B vers le deuxième embrayage C1, le premier arbre primaire 12 tournant à la vitesse de l’entrée 6. On a ensuite une ouverture du quatrième dispositif d’engagement 60 et du deuxième dispositif d’engagement 50. La troisième vitesse utilise le frein B, le troisième dispositif d’engagement 54 et le quatrième dispositif d’engagement 60. La quatrième vitesse utilise le deuxième embrayage C1, le deuxième dispositif d’engagement 50 et le troisième dispositif d’engagement 54. La cinquième vitesse utilise le frein B et le cinquième dispositif d’engagement 64. La sixième vitesse utilise le deuxième embrayage C1, le deuxième dispositif d’engagement 50, le quatrième dispositif d’engagement 60 et le cinquième dispositif d’engagement 64. On notera que tous les passages de la première à la sixième vitesse se font en alternant la friction qui les commande, le frein B ou le deuxième embrayage C1, ce qui permet de faire ces passages avec un transfert continu du couple. La septième vitesse utilise le deuxième embrayage C1, le deuxième dispositif d’engagement 50, le cinquième dispositif d’engagement 64 et le sixième dispositif d’engagement 66. On a donc les deux dernières vitesses sixième et septième utilisant la même friction, on ne peut passer de l’une à l’autre directement en maintenant un couple venant du moteur thermique 2. L’ensemble du groupe motopropulseur est géré par un calculateur qui commande les différents actionneurs de la boîte de vitesses. La présente en fonction du temps t pour un changement de la sixième formant un rapport initial vers la septième vitesse formant un rapport suivant, successivement en partant du bas la position de la pédale d’accélérateur 80, la vitesse du véhicule 82, le rapport de boîte de vitesses 84, le régime du moteur thermique 86, le régime de l’entrée de boîte de vitesses 88 lié à celui de la machine électrique 8, le couple délivré par le moteur thermique 90 et celui délivré par la machine électrique sur l’entrée de boîte 92, et enfin l’accélération du véhicule 94. Avant le temps initial t0 la pédale d’accélérateur 80 est au repos, la vitesse du véhicule 82 est stable, la boîte de vitesses est sur la sixième vitesse 6 ème , les régimes du moteur thermique 86 et de l’entrée de boîte 88 sont identiques, correspondant à cette sixième vitesse, les deux embrayages C0, C1 étant fermés. Le couple du moteur thermique 90 est positif, celui de la machine électrique sur l’entrée de boîte 92 est nul, l’accélération du véhicule 94 est nulle aussi. Au temps initial t0 le conducteur enfonce la pédale d’accélérateur 80, on a une accélération du véhicule 94 qui est supposée constante pendant tout le changement de vitesse, la vitesse du véhicule 82 augmente suivant une pente constante, les régimes du moteur thermique 86 et de l’entrée de boîte 88 augmentent aussi de manière constante. Au temps t1 le calculateur de gestion du groupe motopropulseur décide du passage vers la septième vitesse. On a alors un procédé comprenant du temps t1 au temps t2 une bascule progressive du couple du moteur thermique 90 vers celui de de la machine électrique sur l’entrée de boîte 92, tout en ouvrant le premier embrayage C0. On a ensuite du temps t2 au temps t3 une configuration des dispositifs d’engagement permettant de réaliser le passage vers la cinquième vitesse formant un rapport précédent. On a ensuite du temps t3 au temps t4 une bascule du couple du deuxième embrayage C1 vers le frein B qui engage la cinquième vitesse. La vitesse de l’entrée 88 augmente pour correspondre à celle de la cinquième vitesse, le couple sur cette entrée 92 diminue avec la machine électrique 8 délivrant moins de couple pour prendre en compte un rapport de démultiplication plus important de la cinquième. On a ensuite du temps t4 au temps t5 une configuration des dispositifs d’engagement permettant de réaliser le passage vers la septième vitesse. On a ensuite du temps t5 au temps t6 une bascule du couple du frein B vers le deuxième embrayage C1 qui engage la septième vitesse. La vitesse de l’entrée 88 diminue, le couple sur cette entrée, délivré par la machine électrique 92 augmente pour compenser la démultiplication qui est plus faible. Pendant toutes ces étapes précédentes le calculateur pilote la vitesse du moteur thermique 86 pour obtenir du temps t1 au temps t6 une baisse progressive suivant une pente constante de son régime, afin de l’amener à celui prévu pour la septième vitesse. On a ensuite du temps t6 au temps t7 une fermeture du premier embrayage C0, le moteur thermique 2 étant déjà synchronisé à la bonne vitesse. On a enfin du temps t7 au temps t8 une bascule du couple délivré sur l’entrée par la machine électrique 92 qui diminue, vers un couple délivré par le moteur thermique 90 qui augmente pour atteindre la même valeur. On notera que le couple délivré par la machine électrique sur l’entrée 92 compensant la perte de couple délivré par le moteur thermique 90 en prenant en compte la vitesse engagée, on obtient aux roues un couple constant pendant tout le changement de la sixième vers la septième vitesse qui assure le confort. De plus on obtient pendant ce changement de vitesse une baisse régulière du régime du moteur thermique 86 entendu par le conducteur, alors que la montée du régime de la machine électrique 88 n’est sensiblement pas perceptible, qui rassure le conducteur et assure aussi le confort. Pour une descente de la septième vitesse 7 ème vers la sixième vitesse 6 ème, le procédé réalise une démarche similaire inversée en utilisant un couple provisoire développé par la machine électrique 8 pour passer par la cinquième vitesse 5 ème , puis passer de cette cinquième à la sixième, avec un changement progressif du régime du moteur thermique 2 pendant ces passages depuis celui correspondant à la septième vers celui correspondant à la sixième. Procédé de contrôle d’un changement de rapport de vitesse d’un groupe motopropulseur d’un véhicule automobile hybride, comportant un moteur thermique (2) relié par un premier embrayage (C0) à une entrée de boîte de vitesses (6), une machine électrique (8) reliée directement à cette entrée de boîte de vitesses (6), l’entrée de boîte de vitesses (6) entraînant par une première friction fermée (B), et par une deuxième friction fermée (C1) disposée en parallèle de la première friction (B), plusieurs rapports de vitesse commandés par des dispositifs d’engagement, la boîte de vitesses comportant un rapport initial (6 ème ) entraîné par la deuxième friction (C1), un rapport immédiatement précédent (5 ème ) entraîné par la première friction (B) et un rapport immédiatement suivant (7 ème ) entraîné par la deuxième friction (C1), caractérisé en ce que pour un passage du rapport initial (6 ème ) au rapport suivant (7 ème ) il effectue successivement les étapes suivantes : il bascule progressivement le couple du moteur thermique (2) vers la machine électrique (8) et ouvre le premier embrayage (C0) ; il bascule le couple de la deuxième friction (C1) vers la première friction (B) pour engager le rapport précédent (5 ème ) en maintenant le roulage avec un couple aux roues délivré par la machine électrique (8) ; il configure les dispositifs d’engagement pour engager le rapport suivant (7 ème ), puis bascule le couple délivré par la machine électrique (8) de la première friction (B) vers la deuxième friction (C1) pour continuer le roulage sur ce rapport suivant (7 ème ) ; pendant toutes ces étapes précédentes il pilote la vitesse du moteur thermique (2) pour obtenir un changement progressif de son régime depuis celui correspondant au rapport initial (6 ème ) vers celui correspondant au rapport final (7 ème ) ; et il ferme le premier embrayage (C0) et bascule le couple de la machine électrique (8) vers le moteur thermique (2). Procédé de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce la première friction (B) est un frein agissant sur un train planétaire (18) pour réaliser une démultiplication de la vitesse. Procédé de contrôle selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce la deuxième friction (C1) est un deuxième embrayage. Procédé de contrôle selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rapport initial (6 ème ) est une sixième vitesse de la boîte de vitesses. Procédé de contrôle selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pilotage de la vitesse du moteur thermique (2) pour obtenir un changement progressif de son régime est fait suivant une pente constante. Procédé de contrôle selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il réalise une démarche similaire inversée pour un passage du rapport suivant (7 ème ) au rapport initial (6 ème ), en utilisant un couple provisoire développé par la machine électrique (8) pour passer du rapport suivant (7 ème ) au rapport précédent (5 ème ), puis passer du rapport précédent (5 ème ) au rapport initial (6 ème ), avec un changement progressif du régime du moteur thermique (2) pendant ces passages depuis celui correspondant au rapport suivant (7 ème ) vers celui correspondant au rapport initial (6 ème ). Procédé de contrôle selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu‘il commande le couple délivré par la machine électrique (8) pour obtenir un couple aux roues (94) sensiblement constant pendant les changements de rapports. Véhicule automobile hybride comportant un moteur thermique (2) et une machine électrique de traction (8) reliés à l’entrée d’une boîte de vitesses, caractérisé en ce qu’il comporte des dispositifs mettant en œuvre un procédé de contrôle selon l’une quelconque des revendications précédentes.