Brevet FR3148198A1 — publié le 20241101

L’invention concerne un procédé de commande d’un groupe motopropulseur d’un véhicule automobile hybride comportant un moteur à combustion interne et une machine électrique, qui comporte, après un arrêt du moteur à combustion interne, une étape d’inhibition d’un démarrage du moteur à combustion interne pendant une durée déterminée suivant l’arrêt du moteur à combustion interne. L’invention concerne en outre une unité de commande configuré pour mettre en œuvre ce procédé et un véhicule automobile équipé d’une telle unité de commande. Figure pour l’abrégé : Fig.2 Procédé de commande d’un groupe motopropulseur d’un véhicule automobile hybride, unité de commande de ce groupe et véhicule automobile Domaine technique de l'invention La présente invention concerne de manière générale le domaine de l’automobile, et plus particulièrement le domaine de l’automobile hybride. Elle concerne plus particulièrement un procédé de commande d’un groupe motopropulseur d’un véhicule automobile hybride, une unité de commande configurée pour mettre en œuvre ce procédé et un véhicule automobile hybride équipé d’une telle unité centrale. Etat de la technique Les véhicules automobiles hybrides comportent un moteur thermique et au moins un moteur électrique qui leur permettent d’assurer la traction et/ou la propulsion du véhicule selon les conditions de fonctionnement du véhicule. Par exemple, la traction du véhicule peut être tantôt assurée par le moteur thermique seul, par exemple lorsque le couple à fournir est important, tantôt par le moteur électrique, par exemple lorsque le couple à fournir est faible, tantôt par les deux. Afin de réduire la consommation de carburant et d’améliorer le confort des occupants du véhicule, le moteur thermique peut être coupé lorsqu’il n’est pas sollicité. Un moyen d’améliorer le confort des occupants d’un véhicule hybride est en effet de rapprocher les sensations de conduite de celles ressenties dans un véhicule entièrement électrique, ce qui revient à réduire le bruit et les vibrations provoqués par le moteur à combustion interne. On parle alors d’amélioration des performances NVH (« Noise, Vibration, Harshness », en langue anglaise, « Bruit, Vibration, Dureté », en langue française). Dans un véhicule hybride, l’alternance entre le moteur électrique et le moteur à combustion interne, et notamment les démarrages fréquents du moteur thermique, nuisent aux performances NVH. Il existe donc un besoin d’améliorer les performance NVH des véhicules hybride. Présentation de l'invention Afin de remédier à l’inconvénient précité de l’état de la technique, la présente invention propose un procédé de commande d’un groupe motopropulseur d’un véhicule automobile hybride comportant un moteur à combustion interne et une machine électrique. Le procédé comporte, après un arrêt du moteur à combustion interne, une étape d’inhibition d’un redémarrage du moteur à combustion interne pendant une durée déterminée suivant l’arrêt du moteur à combustion interne. Ainsi, grâce à l’invention, la fréquence de redémarrage du moteur à combustion interne est réduite. Le bruit et les vibrations liés au démarrage du moteur et à son fonctionnement sont donc réduits ; les performances NVH du véhicule sont ainsi améliorées. Par ailleurs, l’utilisation moindre du moteur à combustion interne que permet l’invention entraîne une économie de carburant et une diminution des émissions de gaz d’échappement. L’invention est donc avantageuse d’un point de vue pécuniaire et écologique. Par ailleurs, ce procédé est simple et s’adapte en temps réel aux manœuvres du véhicule automobile. Il est en outre applicable à l’ensemble des architectures hybrides permettant une traction purement électrique. D’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du procédé conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes : - en cas de consigne de démarrage du véhicule pendant l’étape d’inhibition, la traction du véhicule est assurée par la machine électrique seule ; - l’arrêt du moteur à combustion interne est détecté lorsque le moteur à combustion passe depuis un état préalable dans lequel le moteur à combustion interne produit un couple non nul à un état courant dans lequel le moteur à combustion interne ne produit plus de couple ; - pour déterminer l’état préalable du moteur à combustion interne, il est prévu de lire un signal de commande du moteur à combustion émis préalablement à l’instant courant ; - l’étape d’inhibition est interrompue si le groupe motopropulseur reçoit une consigne supérieure à un seuil prédéterminé ; - le seuil prédéterminé est égal à la consigne maximum que la machine électrique peut satisfaire seule, lorsque le moteur à combustion interne est à l’arrêt ; - le seuil prédéterminé est égal à une première valeur si le véhicule est en mode marche avant et égal à une deuxième valeur si le véhicule est en mode marche arrière ; - la machine électrique est couplée en rotation au moteur à combustion interne, la détection de l’arrêt du moteur à combustion comportant une détection du passage de la vitesse de rotation de la machine électrique sous un seuil prédéterminé ; - le véhicule hybride comporte une autre machine électrique couplée en rotation au moteur à combustion interne, la détection de l’arrêt du moteur à combustion interne comportant une détection du passage de la vitesse de rotation de cette autre machine électrique sous un seuil prédéterminé. L’invention propose également une unité de commande pour véhicule automobile hybride configurée pour mettre en œuvre le procédé selon l’invention. L’invention propose en outre un véhicule automobile hybride comportant un groupe motopropulseur qui comprend un moteur à combustion interne, une machine électrique et qui est équipé d’une unité de commande selon l’invention. Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. Description détaillée de l'invention La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée. Sur les dessins annexés : représente un véhicule automobile hybride selon l’invention ; est un logigramme illustrant un mode de mise en œuvre du procédé de commande selon l’invention ; est une version plus détaillée du logigramme de la . Le procédé selon l’invention s’applique à un groupe motopropulseur d’un véhicule automobile hybride, telle que celui illustré sur la . Ce véhicule automobile hybride 15 est typiquement une voiture (à propulsion et/ou traction), mais il pourrait s’agir d’un camion, d’un car, d’un bateau ou même d’un avion. Il comporte un moteur à combustion interne 16 et au moins une machine électrique 17 qui sont tous deux adaptés à propulser le véhicule 15 indépendamment l’un de l’autre. Ce groupe motopropulseur comporte à cet effet une transmission 18 qui est couplée à des roues motrices 19 du véhicule 15 et qui permet de transmettre les couples développés par la machine électrique 17 et par le moteur à combustion interne 16 à ces roues 19. Cette transmission 18 permet de découpler le moteur à combustion interne 16 des roues motrices 19 pour que le véhicule 15 soit propulsé en mode « tout-électrique ». De manière préférentielle, elle permet aussi de découpler la machine électrique 17 des roues motrices 19 pour que le véhicule 15 soit propulsé en mode « tout-thermique ». Elle permet aussi de coupler simultanément la machine électrique 17 et le moteur à combustion interne 16 aux roues motrices 19. Le procédé selon l’invention permet avantageusement d’inhiber le démarrage du moteur à combustion interne pendant une durée déterminée Δt suivant le dernier arrêt du moteur à combustion interne. Par exemple, pendant cette durée déterminé, la traction du véhicule 15 est assurée par la machine électrique 17. La durée déterminée Δt est supérieure ou égale à 2 secondes. La mise en œuvre du procédé peut notamment être réalisée par une unité de commande 20 du véhicule automobile 15. Par exemple cette unité de commande 20 comporte un micro-processeur et une mémoire, et est configurée pour recevoir des données en provenance des différents capteurs et interface de commande du véhicule automobile 15. Parmi ces données figurent le régime de chaque moteur (vitesse de rotation de vilebrequin), la valeur du signal de commande du moteur choisie par le conducteur, la valeur du couple fourni par le ou les moteurs en fonctionnement, la valeur du couple transmis aux roues du véhicule 15, etc. Le mode de mise en œuvre décrit ci-après en lien avec les figures 2 et 3 permet d’inhiber le démarrage du moteur à combustion interne 16 du véhicule 15 pendant la durée déterminée Δt de façon que, pendant cette durée déterminée Δt, seule la machine électrique 17 assure la traction du véhicule 15, à moins qu’un couple plus important que ce que la machine électrique 17 est capable de fournir soit demandé par le conducteur. La illustre de façon schématique un algorithme de mise en œuvre de ce mode de réalisation, correspondant par exemple à l’exécution d’un code programme hébergé sur la mémoire de l’unité de commande 20. L’algorithme comporte ici trois fonctions. Une première fonction F1 est configurée pour détecter un arrêt du moteur à combustion interne 16 et pour émettre un premier signal de sortie ENG_OFF_DLY_REQ_SET correspondant, ou signal de détection d’arrêt moteur. Une deuxième fonction F2 est configurée pour déterminer s’il convient d’interrompre l’inhibition du démarrage du moteur à combustion interne 16, soit parce que la machine électrique 17 est incapable de fournir le couple demandé par le conducteur, soit parce que la durée déterminée Δt est arrivée à son terme. La deuxième fonction est configurée pour émettre un deuxième signal de sortie ENG_OFF_DLY_REQ_RST correspondant, ou signal de requête d’interruption de l’inhibition du démarrage du moteur. Une troisième fonction F3 est configurée pour faire une synthèse des signaux de sortie fournis par le première fonction F1 et par la deuxième fonction F2. La troisième fonction F3 détermine donc s’il convient ou non d’inhiber le démarrage du moteur à combustion interne16. Elle fournit un troisième signal de sortie ENG_OFF_DLY_REQ correspondant, ou signal d’inhibition du démarrage. Ces trois fonctions sont décrites et illustrées plus en détails ci-après. La fonction F1 telle qu’illustrée sur les figures 2 et 3 est configurée pour détecter un arrêt du moteur à combustion interne 16 lorsque le moteur à combustion interne 16 passe depuis un état préalable dans lequel le moteur à combustion interne 16 produit un couple non nul à un état courant dans lequel le moteur à combustion interne 16 ne produit aucun couple. A cette fin, la première fonction F1 est ici configurée pour recevoir et traiter deux signaux d’entrée à partir desquels elle fournit le premier signal de sortie ENG_OFF_DLY_REQ_SET. Un premier signal d’entrée ENG_TQ_SP représente la valeur d’un signal de commande du moteur à combustion interne 16 (celui qui a permis de calculer la consigne de couple du moteur à combustion interne 16 à appliquer à l‘instant courant, au niveau du vilebrequin). Ainsi, lors d’une détection de l’arrêt du moteur à combustion interne 16, ce signal représentera la valeur de couple moteur qui a été demandé par le conducteur préalablement à l’arrêt du moteur à combustion interne 16. Un deuxième signal d’entrée HSG_SPD permet de connaître le régime du moteur à combustion interne 16. On peut ici considérer par exemple la situation dans laquelle le moteur à combustion interne 16 et la machine électrique 17 sont simultanément couplés aux roues motrices 19. Dans cette situation, l’axe de sortie de la machine électrique 17 du véhicule automobile 15 est lié en rotation au vilebrequin du moteur à combustion interne 16. Le deuxième signal d’entrée HSG_SP considéré représente le régime de la machine électrique 17, et donc indirectement celui du moteur à combustion interne 16. Le premier signal d’entrée ENG_TQ_SP et le deuxième signal d’entrée HSG_SPD sont par exemple délivrés par des fonctions mises en œuvre par l’unité de calcul. Le premier signal de sortie ENG_OFF_DLY_REQ_SET est ici un signal logique dont la valeur est VRAI si un arrêt du moteur à combustion interne 16 est détecté et FAUX si un arrêt du moteur à combustion interne n’est pas détecté 16. Comme le montre la , la première fonction F1 réalise une première opération 4 permettant de déterminer l’état courant du moteur ou, en d’autres termes, permettant de déterminer si le moteur à combustion interne 16 est à l’arrêt. Ainsi, une première comparaison 5 est réalisée entre la valeur du deuxième signal d’entrée HSG_SPD et une première valeur seuil HSG_SPD_CST correspondant à une vitesse de rotation minimale de la machine électrique 17 en dessous de laquelle on considère que le moteur à combustion interne 16 est à l’arrêt (typiquement 125 tours par minute). Si la valeur du deuxième signal d’entrée HSG_SPD est inférieure à la première valeur seuil HSG_SPD_CST, alors un signal de détection d’arrêt du moteur HSG_SPD_DET est émis avec pour valeur logique VRAI. Dans le cas contraire, la valeur logique du signal de détection d’arrêt moteur HSG_SPD_DET est FAUX La première fonction F1 réalise en outre une deuxième opération 1 permettant de déterminer un état du moteur à combustion interne 16 préalable à la détection de l’arrêt. Ainsi, une deuxième comparaison 2 est réalisée entre la valeur du premier signal d’entrée ENG_TQ_SP et une deuxième valeur seuil ENG_TQ_SP_CST correspondant à une vitesse de rotation minimale de la machine électrique 17 au-dessus de laquelle on considère que premier signal d’entrée ENG_TQ_SP correspond à un couple moteur substantiel (typiquement 0Nm). Si la valeur du premier signal ENG_TQ_SP est supérieure à la deuxième valeur seuil ENG_TQ_SP_CST, alors il est considéré que, préalablement à l’arrêt du moteur, un couple a bien été demandé par le conducteur. La première fonction F1 délivre alors un signal de détection de couple ENG_TQ_DET, ici un signal logique dont la valeur est VRAI si un couple était demandé préalablement à l’arrêt du moteur et tant que la valeur du signal de sortie ENG_OFF_DLY_REQ_SET est VRAI (ce dernier aspect est représenté par une bascule 3 sur la ). Comme l’illustre la porte logique ET 6, si les valeurs du signal de détection de couple ENG_TQ_DET et du signal de détection d’arrêt du moteur HSG_SPD_DET sont VRAI, alors la valeur logique du premier signal de sortie ENG_OFF_DLY_REQ_SET devient VRAI. La valeur logique du premier signal de sortie ENG_OFF_DLY_REQ_SET est notamment transmise à une fonction de compte à rebours 11 qui définit la durée déterminée Δt pendant laquelle le moteur à combustion interne 16 doit être inhibé. Le passage à la valeur logique VRAI du premier signal de sortie ENG_OFF_DLY_REQ_SET entraîne le déclenchement 12 du compte à rebours et l’émission d’un signal de compteur ENG_OFF_DLY_TMR_STA correspondant à la valeur du compte à rebours, ici une durée en seconde. Une détection 13 de la fin du compte à rebours, c’est-à-dire lorsque le signal de compteur ENG_OFF_DLY_TMR_STA atteint la valeur 0, entraîne l’émission d’un signal logique de fin de compteur ENG_OFF_DLY_TMR_END de valeur VRAI. La deuxième fonction F2 telle qu’illustrée sur les figures 2 et 3 est configurée pour déterminer si la machine électrique 17 est capable de fournir le couple demandé par le conducteur. A cette fin, la deuxième fonction F2 est configurée pour recevoir et traiter trois signaux d’entrée afin de fournir le signal de deuxième sortie ENG_OFF_DLY_REQ_RST. Un troisième signal d’entrée MAX_AVL_DL_TQ représente un flux de dimension X, où X est le nombre d’états de chaîne cinématique électrique présents sur le groupe motopropulseur, c’est-à-dire le nombre de combinaison de coupleurs et de réducteurs qui transmettent le couple produit par la machine électrique 17 aux roues motrices 19, et permet de déterminer le couple maximal que la machine électrique 17 est capable de fournir pour chaque état de chaîne cinématique. Par exemple ici, le troisième signal d’entrée est un flux de dimension 3 dont une première dimension représente la valeur du couple maximal d’un premier état de la chaîne cinématique EV1_AVL_DL_TQ, qui correspond ici à un premier rapport de la boîte de vitesse du véhicule automobile 15, dont une deuxième dimension représente la valeur du couple maximal d’un deuxième état de la chaîne cinématique EV2_AVL_DL_TQ, qui correspond ici à un deuxième rapport de la boîte de vitesse du véhicule 15, et dont une troisième dimension correspond à un troisième état de la chaîne cinématique EV_RVR_AVL_DL_TQ, qui correspond ici à la marche arrière du véhicule automobile 15. Un quatrième signal d’entrée DRV_TQ_REQ est un signal de consigne représentatif de la valeur du couple demandé par le conducteur. Sa valeur dépend par exemple du taux d’enfoncement de la pédale d’accélérateur. Un cinquième signal d’entrée GEAR_LEVR_PSN est un signal logique représentatif de la position du levier de vitesse du véhicule 15, qui permet de déterminer si la marche arrière du véhicule 15 est enclenchée. Les troisième, quatrième et cinquième signaux d’entrée sont par exemple délivrés par des fonctions mises en œuvre par l’unité de calcul. Comme le montre la , lors d’une troisième opération 7, la deuxième fonction F2 sélectionne, parmi les X dimensions du troisième signal d’entrée, l’état de chaîne cinématique électrique permettant de fournir le couple maximal aux roues motrices 19, et fournit la valeur de couple maximal disponible en marche avant MAX_EV_AVL_DL_TQ et en marche arrière EV_RVR_AVL_DL_TQ. Lors d’une quatrième opération 8, la deuxième fonction F2 détermine la différence entre les valeurs de couple maximal disponibles MAX_EV_AVL_DL_TQ et EV_RVR_AVL_DL_TQ et la quatrième valeur d’entrée DRV_TQ_REQ (couple demandé par le conducteur, ou consigne). Une cinquième opération 9 compare la différence obtenue pour la marche avant à une troisième valeur seuil DRV_EV_TQ_DIFF_CST en dessous de laquelle il est considéré que la machine électrique 17 n’est pas en mesure de fournir le couple demandé par le conducteur (Par exemple 0 N.m). Si la différence est inférieure à la troisième valeur seuil DRV_EV_TQ_DIFF_CST, alors un premier signal logique d’insuffisance moteur DRV_EV_AVL_TQ_RST de valeur VRAI est émis. Une sixième opération 10 compare la différence obtenue pour la marche arrière à la valeur seuil DRV_EV_TQ_DIFF_CST et si la différence est inférieure à la troisième valeur seuil et que la marche arrière est enclenchée (cinquième signal d’entrée présentant la valeur VRAI), alors un deuxième signal logique d’insuffisance moteur RVR_EV_AVL_Q_RST de valeur VRAI est émis. Une septième opération 14 applique l’opérateur logique OU au premier signal d’insuffisance moteur DRV_EV_AVL_TQ_RST, au deuxième signal d’insuffisance moteur RVR_EV_AVL_Q_RST et au signal de fin de compteur ENG_OFF_DLY_TMR_END. Le résultat de cette opération logique est le deuxième signal de sortie ENG_OFF_DLY_REQ_RST, qui présente la valeur VRAI si le moteur électrique n’est pas en mesure de fournir le couple demandé par le conducteur en marche avant ou en marche arrière, ou si le compte à rebours est arrivé à son terme. La troisième fonction F3 telle qu’illustrée sur les figures 2 et 3 est configurée pour inhiber ou non le démarrage du moteur à combustion interne 16 en fonction des valeurs du premier signal de sortie ENG_OFF_DLY_REQ_SET et du deuxième signal de sortie ENG_OFF_DLY_REQ_RST. A cette fin, la troisième fonction F3 est configurée pour recevoir et traiter le premier signal de sortie ENG_OFF_DLY_REQ_SET et le deuxième signal de sortie ENG_OFF_DLY_REQ_RST afin de fournir le troisième signal de sortie ENG_OFF_DLY_REQ. Si le premier signal de sortie ENG_OFF_DLY_REQ_SET présente la valeur VRAI et que le deuxième signal de sortie ENG_OFF_DLY_REQ_RST présent la valeur FAUX, alors la troisième fonction F3 émet le troisième signal de sortie ENG_OFF_DLY_REQ dont la valeur logique est VRAI. Tant que la valeur du troisième signal de sortie ENG_OFF_DLY_REQ est VRAI, le démarrage du moteur à combustion interne 16 est inhibé. L’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits ici en lien avec les figures 2 et 3. Par exemple, il a été décrit précédemment une machine électrique 17 liée en rotation au moteur à combustion interne 16, par la vitesse de rotation de laquelle on détermine la vitesse de rotation du moteur à combustion interne 16 (fonction F1) et dont on évalue la capacité à fournir le couple demandé par le conducteur (fonction F2). L’invention couvre des modes de mise en œuvre et de réalisation dans lesquels le véhicule 15 comporte une deuxième machine électrique 17 qui n’est pas liée en rotation au moteur à combustion interne 16. La détermination de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne 16 se fait alors à l’aide de la première machine électrique 17 et c’est la capacité de la deuxième machine électrique 17 à fournir le couple demandé qui est évaluée par la fonction F2. Par ailleurs, la fonction F2 compare la différence entre le couple demandé par le conducteur et le couple maximum que la machine électrique 17 est capable de fournir à la troisième valeur seuil. Selon certains modes de réalisation, cette valeur seuil est nulle ou, en d’autres termes, la fonction F2 compare simplement le couple demandé et le couple maximum que la machine électrique 17 est capable de fournir. Enfin, il a été décrit une interruption de l’étape d’inhibition dans le cas où la machine électrique ne serait pas en mesure de transmettre un couple suffisant aux roues motrices. L’invention n’est pas limitée à cette condition, et d’autre conditions d’interruption de l’étape d’inhibition sont envisageables, par exemple en cas de niveau de charge trop faible de la batterie, ou encore si la machine électrique et le moteur thermique sont situés sur des essieux distincts du véhicule et qu’un démarrage à quatre roues motrices est nécessaire, par exemple si les conditions de roulages sont mauvaises. Procédé de commande d’un groupe motopropulseur d’un véhicule automobile hybride (15) comportant un moteur à combustion interne (16) et une machine électrique (17), caractérisé en ce qu’il comporte, après un arrêt du moteur à combustion interne (16), une étape d’inhibition d’un démarrage du moteur à combustion interne (16) pendant une durée déterminée (Δt) suivant l’arrêt du moteur à combustion interne (16). Procédé selon la revendication 1, dans lequel, en cas de consigne (DRV_TQ_REQ) de démarrage du véhicule (15) durant l’étape d’inhibition, la traction du véhicule (15) est assurée par la machine électrique (17) seule. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’arrêt du moteur à combustion interne (16) est détecté lorsque le moteur à combustion interne (16) passe depuis un état préalable dans lequel le moteur à combustion interne (16) produit un couple non nul à un état courant dans lequel le moteur à combustion interne (16) ne produit plus de couple. Procédé selon la revendication 3, dans lequel, pour déterminer l’état préalable du moteur à combustion interne (16), il est prévu de lire un signal de commande (ENG_TQ_SP) du moteur à combustion interne (16) émis préalablement à l’instant courant. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l’étape d’inhibition est interrompue si le groupe motopropulseur reçoit une consigne supérieure à un seuil prédéterminé. Procédé selon la revendication 5, dans lequel le seuil prédéterminé est égal à la consigne maximum que la machine électrique (17) peut satisfaire seule, lorsque le moteur à combustion interne (16) est à l’arrêt. Procédé selon la revendication 5 ou 6, dans lequel le seuil prédéterminé est égal à une première valeur si le véhicule (15) est en mode marche avant et égal à une deuxième valeur si le véhicule (15) est en mode marche arrière. Procédé de commande selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la machine électrique est liée en rotation au moteur à combustion interne (16) ou le véhicule hybride (15) comporte une autre machine électrique couplée en rotation au moteur à combustion interne (16), la détection de l’arrêt du moteur à combustion interne (16) comportant une détection (5) du passage de la vitesse de rotation (HSG_SPD) de la machine électrique (17) qui est liée en rotation au moteur à combustion interne sous un seuil prédéterminé (HSF_SPD_CST). Unité de commande pour véhicule automobile hybride (15) configurée pour mettre en œuvre le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8. Véhicule automobile hybride comportant un groupe motopropulseur qui comprend un moteur à combustion interne (16) et une machine électrique (17), caractérisé en ce qu’il est équipé d’une unité de commande (20) selon la revendication 9.