Brevet FR3145729A1 — publié le 20240816

L'invention porte sur un procédé de pilotage d'un alterno-démarreur (20) d'un groupe motopropulseur hybride (10) de véhicule automobile comportant: - une étape de comparaison entre le régime d'arbre primaire de la boîte de vitesses (16) et une marge de régulation de ralenti du moteur thermique (11), - si le régime d'arbre primaire de la boîte de vitesses (16) est supérieur à la marge de régulation de ralenti du moteur thermique (11), alors l'alterno-démarreur (20) est piloté selon une stratégie dynamique de façon à démarrer le plus vite possible le moteur thermique (11), ou - si le régime d'arbre primaire est inférieur à la marge de régulation de ralenti du moteur thermique (11), alors l'alterno-démarreur (20) est piloté selon une stratégie de réduction de nuisances vibratoires de façon à démarrer le moteur thermique (11) avec le moins de vibrations possibles. Figure 1. PROCÉDÉ DE PILOTAGE D'UN ALTERNO-DÉMARREUR LORS D'UNE PHASE DE REDÉMARRAGE D'UN MOTEUR THERMIQUE DE GROUPE MOTOPROPULSEUR HYBRIDE La présente invention porte sur un procédé de pilotage d'un alterno-démarreur lors d'une phase de redémarrage d'un moteur thermique de groupe motopropulseur hybride. De façon connue en soi, un groupe motopropulseur hybride de véhicule automobile peut comporter un moteur thermique associé à un alterno-démarreur et un dispositif de transmission électrique. Le dispositif de transmission électrique comprend une boîte de vitesses ayant un ou plusieurs arbres primaires et un arbre secondaire, une machine électrique tournante, et un embrayage de connexion et de déconnexion du moteur thermique. L'embrayage de connexion et de déconnexion du moteur thermique est apte à sélectivement connecter le moteur thermique à la boîte de vitesses lorsque ledit embrayage est à l'état fermé et à isoler le moteur thermique par rapport à la boîte de vitesses lorsque ledit embrayage est à l'état ouvert. Le groupe motopropulseur comporte une fonction d'arrêt et de redémarrage du moteur thermique qui est assurée par l'alterno-démarreur. Cette fonction, appelée fonction STT (pour "Stop and Start" en anglais), est mise en œuvre en fonction d'un besoin de traction du véhicule automobile. Ainsi, le moteur thermique peut être arrêté puis redémarré à l'arrêt en fonction des conditions de circulation, notamment au feu rouge ou dans les embouteillages; ou lorsque le véhicule est roulant dans un mode de traction électrique et qu'une traction thermique est requise par le calculateur moteur en complément ou en remplacement de la traction électrique. Classiquement, lors d'une phase de redémarrage du moteur thermique, l'alterno-démarreur est piloté en couple de façon à atteindre le plus rapidement possible le régime cible d’arbre primaire de la boîte de vitesse. Un tel pilotage est performant dans le cas où le moteur thermique est destiné à être accouplé avec l'arbre primaire de la boîte de vitesses ayant un régime élevé (le véhicule étant roulant à vitesse relativement élevée) mais pose des problématiques de confort acoustique et vibratoire lorsque le moteur thermique est démarré alors que le véhicule est à l'arrêt ou roule à faible vitesse. Autrement dit, le profil de consigne de couple envoyé à l'alterno-démarreur ne permet pas de satisfaire les deux situations de vie précédentes à savoir le véhicule roulant ou le véhicule arrêté principalement. L'invention vise à remédier efficacement à cet inconvénient en proposant un procédé de pilotage d'un alterno-démarreur d'un groupe motopropulseur hybride de véhicule automobile comportant un moteur thermique associé à l'alterno-démarreur et un dispositif de transmission électrique comprenant une boîte de vitesses ayant au moins un arbre primaire et un arbre secondaire et une machine électrique tournante, un embrayage de connexion et de déconnexion du moteur thermique étant apte à sélectivement connecter le moteur thermique à la boîte de vitesses lorsque ledit embrayage est à l'état fermé et à isoler le moteur thermique par rapport à la boîte de vitesses lorsque ledit embrayage est à l'état ouvert, - avant une phase de redémarrage du moteur thermique alors que l'embrayage de connexion et de déconnexion du moteur thermique est à l'état ouvert, ledit procédé comportant: - une étape de comparaison entre le régime d'arbre primaire de la boîte de vitesses et une marge de régulation de ralenti du moteur thermique, - si le régime d'arbre primaire de la boîte de vitesses est supérieur à la marge de régulation de ralenti du moteur thermique, alors l'alterno-démarreur est piloté selon une stratégie dynamique de façon à démarrer le plus vite possible le moteur thermique, ou - si le régime d'arbre primaire est inférieur à la marge de régulation de ralenti du moteur thermique, alors l'alterno-démarreur est piloté selon une stratégie de réduction de nuisances vibratoires de façon à démarrer le moteur thermique avec le moins de vibrations possibles. L'invention permet ainsi de piloter l'alterno-démarreur au cours d'une phase de redémarrage du moteur thermique en conciliant performance de traction et performance acoustique en fonction de la situation de vie du véhicule. Selon une mise en œuvre de l'invention, la marge de régulation de ralenti du moteur thermique est égale à la somme d'une consigne de régime de ralenti et d'un décalage de régime calibrable. Selon une mise en œuvre de l'invention, dans le cas où l'alterno-démarreur est piloté selon la stratégie dynamique, l'alterno-démarreur est piloté en mode couple de telle manière qu'une consigne de couple envoyée à l'alterno-démarreur est fonction d'un écart de régime entre le régime d'arbre primaire et un régime moteur courant du moteur thermique, et d'une température du moteur thermique. Selon une mise en œuvre du procédé, la consigne de couple de la stratégie dynamique envoyée à l'alterno-démarreur est modélisée sous la forme d’une cartographie dédiée à deux entrées. Selon une mise en œuvre du procédé, dans le cas où l'alterno-démarreur est piloté selon la stratégie dynamique, le procédé comporte une étape d'arrêt du pilotage de l'alterno-démarreur lorsque le régime moteur est égal au régime d'arbre primaire moins un écart de régime calibrable. Selon une mise en œuvre du procédé, dans le cas où l'alterno-démarreur est piloté selon la stratégie de réduction de nuisances vibratoires, l'alterno-démarreur est piloté en mode couple de telle manière qu'une consigne de couple envoyée à l'alterno-démarreur est fonction d'un régime moteur courant du moteur thermique, et d'une température du moteur thermique. Selon une mise en œuvre du procédé, la consigne de couple de la stratégie de réduction des nuisances vibratoires envoyée à l'alterno-démarreur est modélisée sous la forme d’une cartographie dédiée à deux entrées. Selon une mise en œuvre du procédé, le type de stratégie selon laquelle est piloté l'alterno-démarreur est mémorisé de façon à éviter tout changement de pilotage de l'alterno-démarreur au cours de la phase de redémarrage du moteur thermique. L'invention a également pour objet un calculateur comportant une mémoire stockant des instructions logicielles pour la mise en œuvre du procédé tel que précédemment défini. L'invention concerne en outre un véhicule comportant un calculateur tel que précédemment défini. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. Ces figures ne sont données qu’à titre illustratif mais nullement limitatif de l’invention. La est une représentation schématique d’un groupe motopropulseur mettant en œuvre un procédé selon l'invention de pilotage d'un alterno-démarreur lors d'une phase de redémarrage d'un moteur thermique; La est un diagramme des différentes étapes du procédé selon l'invention de pilotage d'un alterno-démarreur lors d'une phase de redémarrage d'un moteur thermique du groupe motopropulseur hybride de la . La montre un groupe motopropulseur hybride 10 de véhicule automobile comportant un moteur thermique 11 et un dispositif de transmission électrique 12 montés sur un train de roues 13, notamment un train de roues avant. Le dispositif de transmission électrique 12 comporte une machine électrique tournante 15 et une boîte de vitesses 16 à double embrayages comportant deux embrayages K1, K2 de changement de rapport de vitesse. La machine électrique tournante 15 est disposée en entrée de la boîte de vitesses 16 à double embrayages. La boîte de vitesses 16 comporte au moins un arbre primaire 16.1, 16.1' et un arbre secondaire 16.2. En l'occurrence, la boîte de vitesses 16 comporte un premier arbre primaire 16.1 associé à un premier jeu de rapports de vitesses et relié à l'embrayage K1. Un deuxième arbre primaire 16.1' est associé à un deuxième jeu de rapports de vitesse et relié à l'embrayage K2. L'arbre secondaire 16.2 de la boîte de vitesses 16 est relié aux roues par l'intermédiaire d'un différentiel et d'une descente de pont (non représentés). L'embrayage K0 est un embrayage de connexion et de déconnexion du moteur thermique 11. L'embrayage K0 est apte à sélectivement connecter le moteur thermique 11 à la boîte de vitesses 16 lorsque ledit embrayage K0 est à l'état fermé et à isoler le moteur thermique 11 par rapport à la boîte de vitesses 16 lorsque ledit embrayage K0 est à l'état ouvert. Lorsqu’un couple du moteur thermique est transmis aux roues, l’embrayage K0 est fermé et les embrayages K1 et K2 sont alternativement fermés en fonction du rapport engagé. A cet effet, l'embrayage K0 est disposé entre le moteur thermique 11 et la machine électrique tournante 15. L'isolation du moteur thermique 11 par rapport à la boîte de vitesses 16 et donc par rapport aux roues est requise notamment lorsque le véhicule fonctionne dans un mode de roulage électrique pur. L'embrayage K0 est associé à un volant d'inertie 17. La machine électrique tournante 15 est montée entre l'embrayage K0 et les embrayages K1, K2 de changement de rapport de la boîte de vitesses 16. La machine électrique tournante 15 peut être connectée à l'entrée de la boîte de vitesses 16 par l'intermédiaire d'un ensemble réducteur 18 à courroie ou à chaîne. La machine électrique tournante 15 est apte à transformer une énergie électrique issue d'une batterie de traction 19 en une énergie mécanique pour assurer une traction du véhicule. La machine électrique tournante 15 est également apte à fonctionner dans un mode générateur dans lequel la machine électrique tournante 15 transforme une énergie mécanique en une énergie électrique permettant de recharger la batterie de traction 19, notamment lors d'une phase de freinage récupératif. Le moteur thermique 11 est associé à un alterno-démarreur 20. L'alterno-démarreur 20 est accouplé avec le moteur thermique 11 en façade accessoires par l’intermédiaire d'un dispositif de transmission de mouvement 22 à poulie et courroie. L'alterno-démarreur 20 peut fonctionner dans un mode moteur dans lequel l'alterno-démarreur 20 fournit un couple mécanique au moteur thermique 11 pour assurer son démarrage et dans un mode alternateur dans lequel l'alterno-démarreur 20 transforme une puissance mécanique en une puissance électrique pour recharger une batterie du véhicule, en particulier lors d'une phase de freinage récupératif. Un compresseur de climatisation 23 peut également être monté en façade accessoires. La machine électrique tournante 15 et l'alterno-démarreur 20 sont connectés électriquement à la batterie de traction 19 sur un réseau électrique haute tension 25. Le réseau électrique haute tension 25 présente une tension de fonctionnement de 48 Volts, voire une tension supérieure de plusieurs centaines de volts. La batterie de traction 19 est associée à des contacteurs électriques permettant de sélectivement connecter ou isoler électriquement la batterie de traction 19 par rapport au réseau électrique haute tension 25 et aux charges électriques qui y sont branchées. Un convertisseur continu/continu 26 (ou convertisseur DC/DC) permet de transformer la tension du réseau électrique haute tension 25 en une tension compatible avec un réseau électrique basse tension 27. Ce réseau électrique basse tension 27 comporte une batterie basse tension 28. Le réseau électrique basse tension 27 présente une tension de fonctionnement de 12 Volts. Des équipements de bord 30 tels qu'un système d'éclairage, une interface homme-machine de type tablette tactile par exemple, des actionneurs de vitres ou de sièges, ou tout autre équipement basse tension embarqué dans le véhicule sont reliés électriquement au réseau électrique basse tension 27. Une pompe à huile 31 de la boîte de vitesses 16 est également connectée électriquement sur le réseau électrique basse tension 27. Un calculateur 32, notamment un calculateur moteur, comporte une mémoire stockant des instructions logicielles pour la mise en œuvre d'un procédé de pilotage de l'alterno-démarreur 20 lors d'une phase de redémarrage du moteur thermique 11 du groupe motopropulseur hybride 10. Les étapes de ce procédé sont décrites en référence avec la . Avant une phase de redémarrage du moteur thermique 11 alors que l'embrayage K0 est à l'état ouvert, le procédé comporte une étape 100 de comparaison entre le régime d'arbre primaire N_PRIM de la boîte de vitesses 16 et une marge de régulation de ralenti M_RAL du moteur thermique 11. Le régime d'arbre primaire 16.1, 16.1' est l’image du régime du moteur thermique 11 lorsque ce dernier est accouplé à la boîte de vitesses 16 via l'embrayage K0. Si le régime d'arbre primaire N_PRIM de la boîte de vitesses 16 est supérieur à une marge de régulation de ralenti M_RAL du moteur thermique 11, alors l'alterno-démarreur 20 est piloté, dans une étape 101, selon une stratégie dynamique de façon à démarrer le plus vite possible le moteur thermique 11. De préférence, la marge de régulation de ralenti M_RAL du moteur thermique 11 est égale à la somme de la consigne de régime de ralenti N_ENG_ID_T et d'un décalage de régime calibrable N_ID_O, soit M_RAL=N_ENG_ID_T+N_ID_O. On évite ainsi une activation à tort de la stratégie dynamique dans des situations de vie dans lesquelles le régime de l'arbre primaire N_PRIM est proche de la consigne de régime de ralenti N_ENG_ID_T du moteur thermique 11. Dans ce cas, l'alterno-démarreur 20 est piloté en mode couple de telle manière qu'une consigne de couple envoyée à l'alterno-démarreur 20 est fonction d'un écart de régime entre le régime d'arbre primaire N_PRIM et un régime moteur courant N_ENG du moteur thermique 11, et d'une température du moteur thermique T_ENG. La consigne de couple de la stratégie dynamique envoyée à l'alterno-démarreur 20 est modélisée sous la forme d’une cartographie dédiée à deux entrées. La première entrée correspond à l'écart de régime entre le régime d'arbre primaire N_PRIM et le régime moteur courant N_ENG, et la deuxième entrée correspond à la température du moteur thermique T_ENG. Le pilotage de l'alterno-démarreur 20 est de préférence arrêté au cours d'une étape 102 lorsque le régime moteur N_ENG est égal au régime d'arbre primaire N_PRIM moins un écart de régime calibrable N_ENG_RST_E. Cela permet de tenir compte d'une inertie mécanique des organes de traction ainsi que de la dynamique de pilotage liée aux délais de traitement des calculateurs, en particulier le calculateur 32 et le calculateur de l'alterno-démarreur 20, ainsi qu'aux délais de transmission des signaux sur le réseau électrique de données, généralement de type CAN (pour "Controller Area Network" selon la terminologie anglosaxonne), du véhicule automobile. Si le régime d'arbre primaire N_PRIM est inférieur à la marge de régulation de ralenti M_RAL du moteur thermique 11, alors l'alterno-démarreur 20 est piloté, dans une étape 103, selon une stratégie de réduction de nuisances vibratoires de façon à démarrer le moteur thermique 11 avec le moins de vibrations possibles ressenties par le conducteur. Dans ce cas, l'alterno-démarreur 20 est piloté en mode couple de telle manière qu'une consigne de couple envoyée à l'alterno-démarreur 20 est fonction d'un régime moteur courant N_ENG du moteur thermique 11 et d'une température du moteur thermique T_ENG. La consigne de couple de la stratégie de réduction des nuisances vibratoires qui est envoyée à l'alterno-démarreur 20 est modélisée sous la forme d’une cartographie dédiée à deux entrées. La première entrée correspond au régime moteur courant N_ENG du moteur thermique 11 et la deuxième entrée correspond à la température du moteur thermique T_ENG. Avantageusement, lorsque la séquence de redémarrage du moteur thermique 11 est initiée, le type de stratégie selon laquelle est piloté l'alterno-démarreur 20 est mémorisé, dans une étape 104, de façon à éviter tout changement de pilotage de l'alterno-démarreur 20 au cours de la phase de redémarrage du moteur thermique 11. On garantit ainsi une stabilité de contrôle de l'alterno-démarreur 20 durant toute la phase de redémarrage du moteur thermique 11. L'invention a également pour objet un véhicule automobile comportant le calculateur 32. Procédé de pilotage d'un alterno-démarreur (20) d'un groupe motopropulseur hybride (10) de véhicule automobile comportant un moteur thermique (11) associé à l'alterno-démarreur (20) et un dispositif de transmission électrique (12) comprenant une boîte de vitesses (16) ayant au moins un arbre primaire (16.1, 16.1') et un arbre secondaire, une machine électrique tournante (15), un embrayage (K0) de connexion et de déconnexion du moteur thermique (11) étant apte à sélectivement connecter le moteur thermique (11) à la boîte de vitesses (16) lorsque ledit embrayage (K0) est à l'état fermé et à isoler le moteur thermique (11) par rapport à la boîte de vitesses (16) lorsque ledit embrayage (K0) est à l'état ouvert, caractérisé en ce qu'avant une phase de redémarrage du moteur thermique (11) alors que l'embrayage (K0) de connexion et de déconnexion du moteur thermique (11) est à l'état ouvert, ledit procédé comporte: - une étape de comparaison entre le régime d'arbre primaire (N_PRIM) de la boîte de vitesses (16) et une marge de régulation de ralenti (M_RAL) du moteur thermique (11), - si le régime d'arbre primaire (N_PRIM) de la boîte de vitesses (16) est supérieur à la marge de régulation de ralenti (M_RAL) du moteur thermique (11), alors l'alterno-démarreur (20) est piloté selon une stratégie dynamique de façon à démarrer le plus vite possible le moteur thermique (11), ou - si le régime d'arbre primaire (N_PRIM) est inférieur à la marge de régulation de ralenti (M_RAL) du moteur thermique (11), alors l'alterno-démarreur (20) est piloté selon une stratégie de réduction de nuisances vibratoires de façon à démarrer le moteur thermique (11) avec le moins de vibrations possibles. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la marge de régulation de ralenti (M_RAL) du moteur thermique (11) est égale à la somme d'une consigne de régime de ralenti (N_ENG_ID_T) et d'un décalage de régime calibrable (N_ID_O). Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que dans le cas où l'alterno-démarreur (20) est piloté selon la stratégie dynamique, l'alterno-démarreur (20) est piloté en mode couple de telle manière qu'une consigne de couple envoyée à l'alterno-démarreur (20) est fonction d'un écart de régime entre le régime d'arbre primaire (N_PRIM) et un régime moteur courant (N_ENG) du moteur thermique (11), et d'une température du moteur thermique (T_ENG). Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la consigne de couple de la stratégie dynamique envoyée à l'alterno-démarreur (20) est modélisée sous la forme d’une cartographie dédiée à deux entrées. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que dans le cas où l'alterno-démarreur (20) est piloté selon la stratégie dynamique, le procédé comporte une étape d'arrêt du pilotage de l'alterno-démarreur (20) lorsque le régime moteur courant (N_ENG) est égal au régime d'arbre primaire (N_PRIM) moins un écart de régime calibrable (N_ENG_RST_E). Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que dans le cas où l'alterno-démarreur (20) est piloté selon la stratégie de réduction de nuisances vibratoires, l'alterno-démarreur (20) est piloté en mode couple de telle manière qu'une consigne de couple envoyée à l'alterno-démarreur (20) est fonction d'un régime moteur courant (N_ENG) du moteur thermique (11) et d'une température du moteur thermique (T_ENG). Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la consigne de couple de la stratégie de réduction des nuisances vibratoires envoyée à l'alterno-démarreur (20) est modélisée sous la forme d’une cartographie dédiée à deux entrées. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le type de stratégie selon laquelle est piloté l'alterno-démarreur (20) est mémorisé de façon à éviter tout changement de pilotage de l'alterno-démarreur (20) au cours de la phase de redémarrage du moteur thermique (11). Calculateur (32) caractérisé en ce qu'il comporte une mémoire stockant des instructions logicielles pour la mise en œuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes. Véhicule caractérisé en ce qu'il comporte un calculateur (32) selon la revendication 9.