Brevet FR3158085A1 — publié le 20250711

L’invention concerne un procédé pour commander un démarrage d'un moteur thermique dans un véhicule hybride, le véhicule hybride comprenant une chaîne de traction avec au moins une machine électrique apte à délivrer un couple aux roues via au moins une boîte de vitesses, et un moteur thermique capable de délivrer un couple aux roues via ladite boîte de vitesses, le procédé prévoyant de mettre en route le moteur thermique dans les conditions cumulatives de forçage suivantes : - la température de l’huile de transmission est inférieure à un seuil de température prédéfini (TS) - le véhicule présente une vitesse instantanée (VitVeh) inférieure à un premier seuil de vitesse (VS), - le levier de vitesse passe sur la position neutre (N) et y reste au moins pendant une durée prédéfinie. PROCEDE POUR GERER UN INSTANT DE DEMARRAGE D’UN MOTEUR THERMIQUE DANS UN VEHICULE HYBRIDE La présente invention concerne un procédé pour gérer un instant de démarrage d'un moteur thermique dans un véhicule hybride. Sur un véhicule hybride, la gestion des démarrages/arrêts du moteur thermique est basée sur l’optimisation de la consommation du véhicule. Pour ce faire, en fonction de la vitesse véhicule et de l'état de charge courant de la batterie de stockage d'énergie électrique, il est possible de décider de démarrer ou d’arrêter le moteur thermique pour être le plus efficient possible dans des conditions normales d’utilisation. Ainsi dans la pratique, la gestion des démarrages et arrêts du moteur thermique n'est pas décidée par le conducteur du véhicule. Lorsque le véhicule est à l’arrêt (vitesse nulle), la plupart du temps l’optimisation énergétique visera à demander l’arrêt du moteur thermique. En revanche, pour d’autres besoins (ex : besoin de chauffe habitacle ou de climatisation), il peut être nécessaire de démarrer le moteur thermique à n’importe quel moment. Le démarrage du moteur thermique peut aussi être déclenché par un état de charge de batterie qui devient inférieur à un seuil. On s'intéresse en particulier au cas de figure où le moteur thermique doit être redémarré alors que la vitesse du véhicule est nulle et que le conducteur a mis le levier de vitesse sur N (‘Neutre’, i.e. point mort de la boite de vitesses). Il faut comprendre ici par « vitesse nulle » une vitesse strictement nulle ou une vitesse quasi nulle, e.g. 1 ou 2 Km/h. Lorsque la température de l’huile de boite de vitesses est trop faible, les frottements internes de la boite de vitesses au Neutre peuvent provoquer, lors du redémarrage du moteur thermique, un petit déplacement du véhicule, déplacement ressenti comme intempestif par le conducteur lequel peut être surpris, ce qui peut participer à un sentiment d’insécurité. Les inventeurs ont cherché à réduire l'impression de surprise que peuvent produire les conséquences d’un démarrage du moteur thermique à vitesse véhicule nulle et levier sur N, lorsque l'huile présente dans la boîte de vitesses n'a pas encore atteint un intervalle de température de fonctionnement nominal. À cet effet, la présente invention propose un procédé pour commander un démarrage d'un moteur thermique dans un véhicule hybride, le véhicule hybride comprenant une chaîne de traction avec au moins une machine électrique apte à délivrer un couple aux roues via au moins une boîte de vitesses, et un moteur thermique capable de délivrer un couple aux roues via ladite boîte de vitesses, caractérisé en ce que le procédé prévoit de mettre en route le moteur thermique dans les conditions cumulatives de forçage suivantes : - la température de l’huile de transmission est inférieure à un seuil de température prédéfini, - le véhicule présente une vitesse instantanée inférieure à un premier seuil de vitesse, - le levier de vitesse passe sur la position neutre et y reste au moins pendant une durée prédéfinie. Grâce aux dispositions promues ci-dessus, on supprime avantageusement une possible une occurrence d'un démarrage du moteur thermique se produisant alors que le conducteur a mis le levier au neutre et n'appuie pas sur la pédale de frein, circonstance qui, lorsque l'huile de la boîte de vitesse est froide, peut provoquer un petit déplacement vécu comme intempestif par le conducteur. On améliore ainsi, du point de vue du conducteur, la prédictibilité du fonctionnement et du comportement du véhicule. On remarque que le procédé proposé est indépendant de l’appui ou non sur la pédale de frein par le conducteur. Il faut aussi noter que lorsque la température de l'huile dans la boîte de vitesses a augmenté et atteint des valeurs dans un intervalle prescrit, il n'est plus utile de prendre la précaution exposée ci-dessus. La gestion des démarrages et arrêts du moteur thermique peut redevenir conventionnelle, sans lien avec la position du levier sur Neutre. Selon une réalisation, le seuil de température prédéfini est calibrable, il est compris entre 45°C et 60°C. Moyennant quoi, on peut prendre en compte la viscosité de l'huile de boite qui peut être différente d'un type de boîte de vitesse à un autre. En dessous du seuil prédéfini, la viscosité est suffisante pour créer un phénomène frictionnel qui peut induire un mouvement du véhicule non désiré lors du démarrage du moteur thermique alors que le levier sur N. À l'inverse, au-dessus du seuil, l'huile est plus fluide et la viscosité est insuffisante pour générer le mouvement non désiré du véhicule ci-dessus mentionné. Selon une réalisation, le premier seuil de vitesse est calibrable et est compris entre 1 km/h et 3,5 km/h. On peut ainsi ajuster, après des essais client, le seuil de prise en compte de la vitesse nulle. Selon une réalisation, la durée prédéfinie est calibrable et est comprise entre 400 ms et 1000 ms. Cette durée permet de ne pas réagir à un passage relativement fugitif sur la position N lorsque le conducteur passe de R à d ou passe de D à R. Il faut donc que la position N soit établie de manière stable pour donner lieu à la stratégie présenté ci-dessus. Le seuil de durée peut être ajusté après des essais clients. Selon une réalisation, lorsque le moteur thermique a été démarré en réponse aux conditions cumulatives de forçage, le procédé prévoit, dans une condition où le levier de vitesse quitte la position neutre , de ne pas maintenir un forçage de fonctionnement du moteur thermique et de stopper le moteur thermique s’il n'existe pas de demande fonctionnelle de maintenir le moteur thermique en fonction. Ainsi, si le conducteur quitte la position N du levier, alors la contrainte du démarrage forcé disparaît, et si par ailleurs il n'y a pas un autre motif pour maintenir le moteur thermique en marche, alors le moteur thermique est stoppé au moment où le conducteur a quitté la position N. L'invention concerne en outre un véhicule automobile hybride comprenant une chaîne de traction avec au moins un moteur thermique, au moins une machine électrique, aptes à délivrer un couple aux roues via une boîte de vitesses, et au moins une unité de commande configurée pour mettre en œuvre le procédé tel que décrit précédemment. Selon une réalisation, la boîte de vitesses est du type à double embrayage. Dans cette configuration, les deux embrayages de demi-boîte, même ouverts, présentent ensemble une traînée frictionnelle lorsque l'huile de boîte est froide. Selon une réalisation, l’unité de commande est le calculateur de gestion moteur. La stratégie de démarrage forcé exposée ci-dessus est contenu dans le calculateur qui gère par ailleurs toutes les autres fonctions du moteur. Ceci forme une solution globale optimisée. 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 : FIG. 1 est une représentation schématique fonctionnel du système dans lequel est mis en œuvre la présente invention ; FIG. 2 montre un exemple de logigramme fonctionnel relatif au procédé mis en œuvre selon la présente invention. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. Sur la FIG. 1 , est représenté un schéma fonctionnel de la chaîne de traction CT mise en œuvre dans un véhicule hybride. Le véhicule hybride dans lequel la chaîne de traction est installée peut être une berline, un pick-up, un coupé, un fourgon, un camion, un autocar, etc., il n’y a pas de limitation dans le type de véhicule. Le véhicule peut être 4x4 ou 4x2. Dans l’exemple illustré, la chaîne de traction hybride entraine le train avant. Bien entendu, la chaîne de traction hybride pourrait entraîner le train arrière. Il est aussi possible d’avoir la chaîne de traction promue ici couplée à l’un des trains et une seconde machine électrique couplée à l’autre des trains. La chaîne de traction CT comprend un moteur à combustion interne baptisé MOT et repéré 4, une machine électrique baptisée ME et repérée 8 et une boite de vitesses baptisée BV et repérée 1. Le moteur thermique est aussi appelé moteur à combustion interne. Le moteur thermique MOT est couplé à la boîte de vitesses au moyen d’un embrayage principal noté K0, qui couple sélectivement l'arbre moteur AM à l’arbre primaire AP de boîte. Le moteur thermique MOT est démarré par une activation sélective d’un démarreur baptisé BS et repéré 5 comme connu en soi. La boite de vitesses BV est de type mécanique à double embrayage, la commande de la boite de vitesses est robotisée. Comme connu en soi, la boite de vitesse comprend un premier embrayage K1 desservant une première demi-boite 41 et un deuxième embrayage K2 desservant une deuxième demi-boite 42. Selon l’exemple donné ici, la première demi-boite 41 porte les rapports impairs, e.g. 1, 3, 5 et 7. La deuxième demi-boite 42 porte les rapports pairs, e.g. 2, 4 et 6. Le premier embrayage K1 et le deuxième embrayage K2 sont agencés coaxialement dans la boîte de vitesse, bien que représentés symboliquement sur deux axes distincts à la FIG. 1 pour la clarté de l'exposé. L’arbre de sortie 56 de la boite de vitesses BV est relié aux roues du train concerné via un différentiel 57 et un arbre de roue 58, comme connu en soi donc non décrit en détails. On relève qu’une seule roue 59 est représentée à la FIG. 1 . La machine électrique ME est apte à délivrer du couple aux roues via la boîte de vitesses BV, suffisamment pour procurer un mode de mise en mouvement du véhicule dit à « zéro émission » à savoir avec le moteur thermique arrêté. Une batterie de capacité de quelques kilowattheures couplée à la machine électrique ME permet de conférer au véhicule la possibilité de réaliser les manœuvres à faible vitesse par exemple toutes les manœuvres de vitesses inférieures à 15 km/h. Lors de ces manœuvres, dans la mesure du possible, le moteur thermique reste arrêté. Lorsqu'il est fonctionnement, le moteur thermique MOT est apte à délivrer du couple aux roues via l’embrayage principal K0 et la boîte de vitesses BV. Lorsque le moteur thermique tourne et doit fournir une puissance de traction vers les roues, l'embrayage principal K0 est fermé, et l'un des embrayages (K1 ou K2) de la boîte est également fermé. La boite de vitesses BV comprend sur son arbre primaire AP un engrenage couplé au moteur électrique, via le cas échéant un étage réducteur. Dans l'exemple illustré ici, le couplage entre la machine électrique ME et l'arbre primaire AP est permanent. Le système comprend au moins une unité de commande 7. L’unité de commande 7 comprend un microcontrôleur 17. Dans l'exemple illustré, l'unité de commande en question correspond au calculateur de gestion moteur. Toutefois, l'unité de commande 7 pourrait être un autre calculateur embarqué que le calculateur de gestion moteur. L'unité de commande 7 reçoit une information vitesse véhicule baptisée VitVeh. Dans l'exemple illustré, l'information vitesse véhicule VitVeh est reçue depuis le calculateur de freinage 6, via le réseau multiplexé, e.g. CAN. La boîte de vitesse comprend un levier de commande, comme connu en soi, avec les positions P,R,N,D. La position d'intérêt ici est la position neutre N correspondant au point mort. À la différence de la position P qui implique un blocage mécanique de la boîte via un doigt de blocage, dans la position N, la boîte n'est pas bloquée, elle est libre, aux frottements visqueux près. Le levier de commande peut être de type électromécanique. Il est prévu un dispositif 3 pour déterminer la position courante du levier. Par exemple, il peut être prévu des capteurs à effet Hall pour détecter chacune des positions P,R,N,D du levier. La boite de vitesses BV comprend un capteur de température d'huile repéré 2. Ce capteur 2 délivre une information de température d'huile à destination de l'unité de commande 7. Par exemple, la portion sensitive du capteur 2 peut être formée par une résistance variable à coefficient négatif dite CTN. En se tournant vers la FIG. 2 , le procédé prévoit de mettre en route le moteur thermique dans les conditions cumulatives de forçage suivantes : - la température de l’huile de transmission est inférieure à un seuil de température prédéfini TS, représenté par le test 81 et son résultat positif (‘oui’), - le véhicule présente une vitesse instantanée VitVeh inférieure à un premier seuil de vitesse VS, représenté par le test 82 et son résultat positif (‘oui’), - le levier de vitesse passe sur la position neutre (N) et y reste au moins pendant une durée prédéfinie TN, représenté par le test 83 et son résultat positif (‘oui’). Si les trois tests ci-dessus mentionnés sont passés, alors l'unité de commande 7 déclenche la mise en route du moteur thermique (étape notée 84). Le seuil de température prédéfini TS est calibrable. Par exemple, le seuil de température prédéfini TS est compris entre 45°C et 60°C. Le seuil de vitesse VS est calibrable. Par exemple, le seuil de vitesse VS est compris entre 1 km/h et 3,5 km/h. La durée prédéfinie TN est calibrable. Par exemple, la durée prédéfinie TN est comprise entre 400 ms (millisecondes) et 1000 ms (millisecondes). En outre le procédé prévoit que lorsque le moteur thermique a été démarré en réponse aux conditions cumulatives de forçage, le procédé prévoit, dans une condition où le levier de vitesse quitte la position neutre, de ne pas maintenir un forçage de fonctionnement du moteur thermique et de stopper le moteur thermique s’il n'existe pas de demande de fonctionnelle de maintenir le moteur thermique en fonction. Procédé pour commander un démarrage d'un moteur thermique (MOT) dans un véhicule hybride, le véhicule hybride comprenant une chaîne de traction avec au moins une machine électrique (ME) apte à délivrer un couple aux roues via au moins une boîte de vitesses (BV), et un moteur thermique capable de délivrer un couple aux roues via ladite boîte de vitesses, caractérisé en ce que le procédé prévoit de mettre en route le moteur thermique dans les conditions cumulatives de forçage suivantes : - la température de l’huile de transmission est inférieure à un seuil de température prédéfini (TS) - le véhicule présente une vitesse instantanée (VitVeh) inférieure à un premier seuil de vitesse (VS), - le levier de vitesse passe sur la position neutre (N) et y reste au moins pendant une durée prédéfinie (TN). Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le seuil de température prédéfini est calibrable, et est compris entre 45°C et 60°C. Procédé selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le premier seuil de vitesse est calibrable, et est compris entre 1 km/h et 3,5 km/h. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la durée prédéfinie est calibrable, et est comprise entre 400 ms et 1000 ms. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lorsque le moteur thermique a été démarré en réponse aux conditions cumulatives de forçage, le procédé prévoit, dans une condition où le levier de vitesse quitte la position neutre, de ne pas maintenir un forçage de fonctionnement du moteur thermique et de stopper le moteur thermique s’il n'existe pas de demande fonctionnelle de maintenir le moteur thermique en fonction. Véhicule automobile hybride comprenant une chaîne de traction (CT) avec au moins un moteur thermique (MOT), au moins une machine électrique (ME), aptes à délivrer un couple aux roues via une boîte de vitesses (BV), et au moins une unité de commande (10) configurée pour mettre en œuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 5. Véhicule automobile hybride selon la revendication 6, caractérisé en ce que la boîte de vitesses (BV) est du type à double embrayage. Véhicule automobile hybride selon l'une des revendications 6 à 7, caractérisé en ce que l’unité de commande (10) est le calculateur de gestion moteur.