Brevet FR3145134A1 — publié le 20240726

L’invention concerne un véhicule automobile comprenant : - un premier moteur comprenant un premier arbre primaire (A1) ; - une deuxième moteur sur un deuxième arbre ; - au moins un embrayage de couplage pour coupler le premier moteur au deuxième moteur ; - au moins un embrayage de changement de rapport sur le deuxième moteur ; - des roues ; caractérisé en ce que la phase de pré-remplissage (CC-PF) de l’embrayage de couplage (CC) est réalisée pendant la phase de pré-remplissage (GSC-PF) de l’embrayage de changement de rapport (GSC), et pendant la phase de couplage (TQ). L’invention concerne également un procédé et un programme sur la base d’un tel véhicule. Figure 3. VEHICULE AUTOMOBILE A PILOTAGE ANTICIPE DE COUPLAGE DE MOTEURS ET DE CHANGEMENT DE RAPPORT, PROCEDE ET PROGRAMME SUR LA BASE D’UN TEL SYSTEME L'invention se rapporte au domaine des véhicules hybrides, à deux ou quatre roues motrices, ayant des moteurs dont les démarrages ou accostages sont assurés par un embrayage de couplage. En général, un véhicule hybride de type MHEV ou PHEV est composé : - d’un moteur thermique (ENG) ou toute autre source de puissance (machine électrique, hydraulique, etc.) ; - d’au moins un embrayage CC (ou « Coupling Clutch » en langue anglaise) permettant le couplage entre le moteur et la machine électrique IS-EM sur un arbre primaire A1 (ou « Electric Motor » et « Input Shaft » en langue anglaise) ; - d’une machine électrique sur l’arbre primaire A1 reliée à un embrayage de changement de rapport ; - d’un ou plusieurs embrayages de changement de rapports GSC (ou « Gear Shift Clutch » en langue anglaise) ; - d’une boite de vitesses GB (ou « GearBox » en langue anglaise) reliant l’embrayage de changement de rapport (GSC) aux roues via un ou plusieurs rapports de démultiplication. La illustre un exemple d’une telle architecture mécanique. L’utilisation de l’embrayage CC permet le découplage entre le moteur ENG et les roues et également son démarrage et son accostage. Une optimisation semble néanmoins possible car le démarrage du moteur entraîne un temps additionnel de glissement ADD-SLP-T par rapport au temps nominal N-SLP-T d’un glissement en changement de rapport (visibles en ). Un objectif de la présente invention est de remédier aux défauts de l’art antérieur, et notamment de proposer une solution pour limiter le temps additionnel de glissement de changement de rapport. Pour atteindre cet objectif, l’invention propose un véhicule automobile comprenant : - un premier moteur comprenant un premier arbre ; - un deuxième moteur comprenant un deuxième arbre ; - au moins un embrayage de couplage pour coupler le premier arbre au deuxième arbre ; le deuxième moteur comprenant au moins un embrayage de changement de rapport ; - des roues ; - au moins une boite de vitesses reliant l’embrayage de changement de rapport aux roues via un ou plusieurs rapports de démultiplication, le véhicule automobile comprenant en outre un moyen de pilotage de l’embrayage de couplage mettant en œuvre : - une première phase de pré-remplissage de l’embrayage de couplage par de l’huile, puis - une phase de démarrage et d’accouplement, pour transmettre un couple entre le premier moteur et le deuxième moteur, et - une phase de fermeture complète pour verrouiller l’embrayage de couplage ; le véhicule automobile comprenant en outre un moyen de pilotage de l’embrayage de changement de rapport mettant en œuvre : - une deuxième phase de pré-remplissage de l’embrayage de changement de rapport, puis - une phase de couplage pour transmettre un couple aux roues, et - une phase de régime où le régime du deuxième moteur se synchronise avec le régime du premier moteur, caractérisé en ce que les moyens de pilotage sont configurés de sorte que la phase de pré-remplissage de l’embrayage de couplage est réalisée pendant la phase de pré-remplissage de l’embrayage de changement de rapport, et pouvant continuer pendant la phase de couplage. Il s’agit en particulier d’un changement de rapport croissant. Avantageusement, l’invention propose une stratégie qui anticipe le pré-remplissage hydraulique de l’embrayage CC afin qu’il se réalise en temps masqué pendant la phase dite « de couple » (TQ) du changement de rapport montant. La stratégie d’anticipation du pré-remplissage de l’embrayage CC permet une réduction du temps de glissement de l’embrayage de changement de rapports (GSC). Il en résulte : - une réduction de l’énergie dissipée améliorant la consommation globale du véhicule - une réduction de l’endommagement permettant une plus grande longévité de cet embrayage GSC. Selon une variante, premier moteur est un moteur thermique, et le deuxième moteur est une machine électrique. Cela permet d’appliquer l’invention à un couplage d’un moteur thermique avec une machine électrique. Selon une variante, les moyens de pilotage sont configurés de sorte que la première phase de pré-remplissage dure entre 200 et 500 ms ; la phase de démarrage et d’accouplement dure entre 400 et 600 ms ; et la phase de fermeture complète dure entre 90 et 110 ms. Cela permet de mettre en œuvre l’invention sur des phases de fonctionnement usuelles de l’embrayage de couplage. Selon une variante, les moyens de pilotage sont configurés de sorte que la deuxième phase de pré-remplissage dure entre 90 et 110 ms ; la phase de couplage dure entre 400 et 600 ms ; et la phase de de régime dure entre 600 et 1000 ms. Cela permet de mettre en œuvre l’invention sur des phases de fonctionnement usuelles de l’embrayage de changement de rapport. Un autre objet de l'invention concerne un procédé de pilotage pour un véhicule automobile selon l'invention, comprenant des étapes de pilotage de l’embrayage de couplage mettant en œuvre : - une première phase de pré-remplissage de l’embrayage de couplage par de l’huile, puis - une phase de démarrage et d’accouplement, pour transmettre un couple entre le premier moteur et le deuxième moteur, et - une phase de fermeture complète pour verrouiller l’embrayage de couplage ; le procédé de pilotage automobile comprenant en outre des étapes de pilotage de l’embrayage de changement de rapport mettant en œuvre : - une deuxième phase de pré-remplissage de l’embrayage de changement de rapport, puis - une phase de couplage pour transmettre un couple aux roues, et - une phase de régime où le régime du deuxième moteur se synchronise avec le régime du premier moteur, caractérisé en ce que la phase de pré-remplissage de l’embrayage de couplage est réalisée pendant la phase de pré-remplissage de l’embrayage de changement de rapport, et pouvant continuer pendant la phase de couplage. L'invention a en outre trait à un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé de pilotage selon l'invention, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur. L'invention sera davantage détaillée par la description de modes de réalisation non limitatifs, et sur la base des figures annexées illustrant des variantes de l'invention, dans lesquelles : - illustre schématiquement une architecture de moteur thermique couplé à une machine électrique, convenant à l’invention ; - illustre schématiquement une suite de phases de fonctionnement de couplage et de changement de rapport selon l’art antérieur, dans une architecture selon la ; et - illustre schématiquement une suite de phases de fonctionnement de couplage et de changement de rapport selon l’invention, dans une architecture selon la . Avec les architectures mécaniques hybride dites « P2 » telles que celle de la , il est nécessaire d’utiliser un embrayage de couplage CC afin de démarrer et d’accoupler le moteur thermique à la machine électrique IS-EM. Le démarrage se compose de 3 phases décrites ci-dessous. La phase de pré-remplissage est une préparation au pilotage en couple : c’est une phase où le piston est rempli, la fin de cette phase est déterminée à l’ordre 1 via un seuil de pression minimum à partir de laquelle il va y avoir une transmission de couple (ou « Coupling Clutch PreFilling » en langue anglaise) nommée CC-PF, pendant laquelle on ne peut pas piloter l’embrayage en couple. Elle consiste à remplir d’huile un piston de compression. Cette phase dure un certain temps habituellement compris entre 200 et 500 millisecondes (en fonction notamment de la température d’huile). Pendant cette phase CC-PF, aucune transmission de couple à la roue R n’est ressentie. A l’issue de cette dernière, la phase de démarrage et d’accouplement (CC-STRT) pendant laquelle l’embrayage CC est piloté en consigne de couple afin de transmettre du couple vers le moteur thermique (ENG) et finalement le mettre en rotation pour qu’il démarre. Cette phase dure habituellement environ 500 millisecondes. Puis une fois le régime moteur égal au régime de la machine électrique IS-EM, une phase de fermeture complète afin de verrouiller l’embrayage CC et lier le moteur thermique ENG à la machine électrique IS-EM. On nomme cette phase CC-CLS (ou « Coupling Clutch Closure » en langue anglaise). Cette phase dure habituellement environ 100 millisecondes. Ces phases CC-STRT et CC-CLS doivent être réalisées avec l’embrayage GSC glissant afin que le couple de l’embrayage CC soit transmis à la roue R. Ce glissement dure tant que le moteur démarre puis jusqu’à la synchronisation du régime de la machine électrique EM-SPD avec l’arbre primaire A1. Indépendamment, un changement de rapport montant se compose de 3 phases qui se suivent. La phase de pré-remplissage de l’embrayage GSC, nommée GSC-PF. Cette phase dure habituellement environ 100 millisecondes. La phase dite de « couple » ou TQ pendant laquelle l’embrayage GSC transmet du couple à la roue R. Cette phase dure habituellement environ 500 millisecondes. La phase dite de « régime » ou SPD pendant laquelle le régime de la machine (IS-EM) se synchronise avec le régime de l’arbre primaire A1 afin que l’embrayage GSC puisse cesser de glisser et se fermer complétement. Cela permet l’arrêt de la dissipation d’énergie et l’usure de ce dernier. Cette phase dure habituellement entre 600 et 1000 millisecondes. Habituellement, lorsqu’un démarrage survient pendant une phase de SPD d’un changement de rapport, les phases CC-PF, CC-STRT et CC-CLS sont lancées mais dépassent la durée de la phase SPD. Cela entraîne le besoin de maintenir l’embrayage GSC glissant plus longtemps que pour un changement de rapport seul. Il en résulte une dissipation d’énergie et une usure accrue de l’embrayage GSC. On voit sur le graphe de la (de l’art antérieur) que le démarrage du moteur entraîne un temps additionnel de glissement ADD-SLP-T par rapport au temps nominal N-SLP-T d’un glissement en changement de rapport. Contrairement à l’art antérieur, l’invention propose de réaliser systématiquement la phase CC-PF pendant les phases GSC-PF et TQ lors des demandes de changement de rapport montant. Ceci est illustré par la . Rappelons que cette phase CC-PF ne perturbe pas le couple roue. De cette manière et une fois la phase SPD commencée, une demande de démarrage moteur entraînera directement la phase CC-STRT puis CC-CLS. Ainsi, elles pourront se réaliser pendant la durée nominale de la phase SPD et donc il n’y aura pas d’énergie ni d’usure supplémentaire. Le glissement additionnel ADD-SLP-T est donc supprimé. Véhicule automobile comprenant : - un premier moteur (ENG) comprenant un premier arbre (A1) ; - un deuxième moteur (IS-EM) comprenant un deuxième arbre ; - au moins un embrayage de couplage (CC) pour coupler le premier arbre (A1) au deuxième arbre ; le deuxième moteur (IS-EM) comprenant au moins un embrayage de changement de rapport (GSC) ; - des roues ; - au moins une boite de vitesses (GB) reliant l’embrayage de changement de rapport (GSC) aux roues via un ou plusieurs rapports de démultiplication, le véhicule automobile comprenant en outre un moyen de pilotage de l’embrayage de couplage (CC) mettant en œuvre : - une première phase de pré-remplissage (CC-PF) de l’embrayage de couplage (CC) par de l’huile, puis - une phase de démarrage et d’accouplement (CC-STRT), pour transmettre un couple entre le premier moteur et le deuxième moteur, et - une phase de fermeture complète (CC-CLS) pour verrouiller l’embrayage de couplage (CC) ; le véhicule automobile comprenant en outre un moyen de pilotage de l’embrayage de changement de rapport (GSC) mettant en œuvre : - une deuxième phase de pré-remplissage (GSC-PF) de l’embrayage de changement de rapport (GSC), puis - une phase de couplage (TQ) pour transmettre un couple aux roues, et - une phase de régime (SPD) où le régime du deuxième moteur se synchronise avec le régime du premier moteur (IS-EM), caractérisé en ce que les moyens de pilotage sont configurés de sorte que la phase de pré-remplissage (CC-PF) de l’embrayage de couplage (CC) est réalisée pendant la phase de pré-remplissage (GSC-PF) de l’embrayage de changement de rapport (GSC), et continue pendant la phase de couplage (TQ). Véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier moteur (ENG) est un moteur thermique, et le deuxième moteur (IS-EM) est une machine électrique. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que les moyens de pilotage sont configurés de sorte que la première phase de pré-remplissage (CC-PF) dure entre 200 et 500 ms ; la phase de démarrage et d’accouplement (CC-STRT) dure entre 400 et 600 ms ; et la phase de fermeture complète (CC-CLS) dure entre 90 et 110 ms. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de pilotage sont configurés de sorte que la deuxième phase de pré-remplissage (GSC-PF) dure entre 90 et 110 ms ; la phase de couplage (TQ) dure entre 400 et 600 ms ; et la phase de de régime (SPD) dure entre 600 et 1000 ms. Procédé de pilotage pour un véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant des étapes de pilotage de l’embrayage de couplage (CC) mettant en œuvre : - une première phase de pré-remplissage (CC-PF) de l’embrayage de couplage (CC) par de l’huile, puis - une phase de démarrage et d’accouplement (CC-STRT), pour transmettre un couple entre le premier moteur et le deuxième moteur, et - une phase de fermeture complète (CC-CLS) pour verrouiller l’embrayage de couplage (CC) ; le procédé de pilotage automobile comprenant en outre des étapes de pilotage de l’embrayage de changement de rapport (GSC) mettant en œuvre : - une deuxième phase de pré-remplissage (GSC-PF) de l’embrayage de changement de rapport (GSC), puis - une phase de couplage (TQ) pour transmettre un couple aux roues, et - une phase de régime (SPD) où le régime du deuxième moteur se synchronise avec le régime du premier moteur, caractérisé en ce que la phase de pré-remplissage (CC-PF) de l’embrayage de couplage (CC) est réalisée pendant la phase de pré-remplissage (GSC-PF) de l’embrayage de changement de rapport (GSC), et continue pendant la phase de couplage (TQ). Programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé de pilotage selon la revendication 5, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.