Brevet FR3164674A1 — publié le 20260123

L’invention concerne un véhicule automobile comprenant des groupes motopropulseurs avant et arrière, qui comprennent : - un moteur thermique (MT) ; - un dispositif de couplage (CP) ; - un premier embrayage (K0) ; - une machine électrique avant (ME) ; - une boîte de vitesse avant (BV), - une machine électrique arrière ; - un réducteur ou une boîte de vitesse arrière ; - un système de crabotage, - au moins un contrôleur (eVCU) déterminant si la température de l’huile de la boîte de vitesse avant (BV) est supérieure à un seuil de température pendant un seuil de durée ; dans l’affirmative, il ferme le système de crabotage ; ouvre le premier embrayage (K0) ; met la boîte de vitesse avant (BV) au rapport neutre. L’invention concerne également un procédé et un programme sur la base d’un tel véhicule. Figure 2 VEHICULE AUTOMOBILE RECONFIGURANT SES GROUPES MOTOPROPULSEURS, PERMETTANT UN DEPLACEMENT PAR LE GROUPE ARRIERE EN CAS DE SURCHAUFFE A L’AVANT, PROCEDE ET PROGRAMME SUR LA BASE D’UN TEL VEHICULE L'invention se rapporte au domaine de la surveillance de surchauffe de boîtes de vitesse automatiques ou pilotées, en particulier pour les surchauffes d’huile de boîte de vitesses de véhicules hybrides à quatre roues motrices. Le document WO2012153198 A2 décrit un procédé de protection thermique d'une boîte de vitesses visant à empêcher une montée en température critique lors d'une phase de roulage rampant d'un véhicule automobile. Ce procédé consiste à mesurer la température d'huile de lubrification à l'intérieur du carter d'une boîte de vitesses et à avertir le conducteur afin qu'il modifie sa conduite, en pilotant un déplacement du véhicule ou en positionnant le levier de vitesses sur une position neutre. Cependant, les mesures de protections dépendent entièrement de la conduite du conducteur, et bien que des voyants ou messages d'alertes lui sont transmis, il est courant que ce dernier ne modifie pas ou peu sa conduite, ce qui fait courir un risque à la boîte de vitesses. Actuellement dans les véhicules hybrides du demandeur, lorsque le superviseur du groupe motopropulseur détecte une surchauffe de l'huile de boîte de vitesses (automatique ou piloté) sur un véhicule hybride à deux roues motrices, ledit superviseur effectue les opérations suivantes : - il inhibe le fonctionnement de la machine électrique avant ; - il coupe le moteur thermique ; - il force le passage de la boîte de vitesses à passer sur le rapport neutre ; et - il demande l'allumage du voyant « STOP » au tableau de bord, pour prévenir le conducteur d'un défaut grave et de l'interdiction d'utiliser le véhicule, tant que le défaut persiste. Ainsi, les utilisateurs se retrouvent immobilisés sur le bas-côté de la route. Cela est désavantageux en ce qui concerne la sécurité des utilisateurs. Un objectif de la présente invention est de remédier aux défauts de l’art antérieur, et notamment de proposer une solution pour améliorer la sécurité des utilisateurs en cas de surchauffe de l’huile de boîte de vitesses automatique ou pilotée, évitant l’immobilisation du véhicule. Pour atteindre cet objectif, l’invention propose un véhicule automobile dans un repère dans l’espace comprenant un axe avant-arrière suivant une direction de déplacement du véhicule automobile, le véhicule automobile comprenant un groupe motopropulseur avant sur un train avant en référence à l’axe avant-arrière, qui comprend : - un moteur thermique ; - un dispositif de couplage connecté au moteur thermique ; - un premier embrayage connecté au dispositif de couplage ; - une machine électrique avant connectée au premier embrayage ; - une boîte de vitesse avant connectée au premier embrayage, la boîte de vitesse avant étant couplée au train avant ; le véhicule automobile comprenant en outre un groupe motopropulseur arrière sur un train arrière en référence à l’axe avant-arrière, qui comprend : - une machine électrique arrière ; - un réducteur ou une boîte de vitesse arrière connecté à la machine électrique arrière, le réducteur ou la boîte de vitesse arrière étant couplée au train arrière ; - un système de crabotage connectant le groupe motopropulseur arrière au train arrière, le véhicule automobile comprenant en outre au moins un contrôleur commandant le moteur thermique, le premier embrayage, la machine électrique avant, et la boîte de vitesse avant, la machine électrique arrière, le réducteur ou la boîte de vitesse arrière, le système de crabotage, caractérisé en ce que la boîte de vitesse avant comprend un capteur de température connecté audit contrôleur, et ledit contrôleur détermine si la température de l’huile de la boîte de vitesse avant est supérieure à un seuil de température pendant un seuil de durée ; dans l’affirmative, ledit contrôleur pilote la fermeture du système de crabotage pour permettre une propulsion par le train arrière ; ouvre le premier embrayage ; met la boîte de vitesse avant au rapport neutre ; et de préférence désactive le moteur thermique. Avantageusement, l’invention propose une reconfiguration des groupes motopropulseurs avant et arrière en cas de surchauffe de l’huile de la boîte avant, permettant de déplacer le véhicule et donc de préserver la sécurité des utilisateurs. De préférence, le seuil de température est compris entre 90 et 160°C, de préférence entre 100 et 150°C ; et le seuil de durée est compris entre 400 et 600 ms, et est de préférence de 500 ms. Cela permet de limiter au mieux les dommages du groupe motopropulseur avant. Préférentiellement, si la température de l’huile de la boîte de vitesse avant est supérieure audit seuil de température pendant ledit seuil de durée, ledit contrôleur limite la puissance électrique prélevée par la machine électrique arrière à un niveau de puissance limite. Cela permet de mettre le véhicule en mode dégradé. De préférence, le niveau de puissance limite est compris entre 10 et 30 kW, et est de préférence de 20 kW. Cela permet d’avoir une vitesse optimale pendant le mode dégradé. Préférentiellement, ledit contrôleur comprend des moyens de limitation de vitesse du véhicule, et si la température de l’huile de la boîte de vitesse avant est supérieure audit seuil de température pendant ledit seuil de durée, ledit contrôleur limite la vitesse du véhicule. Cela permet d’autoriser une vitesse de véhicule compatible avec le mode dégradé. De préférence, lesdits moyens de limitation de vitesse limitent la vitesse du véhicule à moins de 125 km/h ; de préférence à moins de 120 km/h. Cela permet une vitesse suffisante pour un déplacement normal. L’invention concerne en outre un procédé de contrôle d’un véhicule selon l’invention, comprenant les étapes suivantes : - déterminer si la température de l’huile de la boîte de vitesse avant est supérieure à un seuil de température pendant un seuil de durée ; - dans l’affirmative, piloter la fermeture du système de crabotage pour permettre une propulsion par le train arrière ; ouvrir le premier embrayage ; mettre la boîte de vitesse avant au rapport neutre ; et de préférence désactiver le moteur thermique. De préférence, le procédé comprend en outre, si la température de l’huile de la boîte de vitesse avant est supérieure audit seuil de température pendant ledit seuil de durée, une étape dans laquelle on limite la puissance électrique prélevée par la machine électrique arrière à un niveau de puissance limite. Préférentiellement, le procédé comprend en outre, si la température de l’huile de la boîte de vitesse avant est supérieure audit seuil de température pendant ledit seuil de durée, une étape dans laquelle on limite la vitesse du véhicule. Un autre objet de l’invention concerne un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé de contrôle 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 dans lesquelles : - FIG. 1 illustre schématiquement une architecture de groupes motopropulseurs avant et arrière d’un véhicule selon un mode de réalisation préféré de l’invention ; - FIG. 2 illustre schématiquement un détail de l’architecture du groupe motopropulseur avant du véhicule de la FIG. 1 . L’invention propose une solution de reconfiguration en mode dégradé de véhicules à quatre roues motrices pour préserver la sécurité des utilisateurs sans les immobiliser. Sur les véhicules hybrides, il y a différents calculateurs qui gèrent le bon fonctionnement du groupe motopropulseur. Ils sont présentés ci-dessous. Un calculateur du chargeur embarqué/convertisseur en courant continu, qui gère : - les opérations de recharge de la puissance de la batterie de traction BT en courant alternatif ou en courant continu (partie chargeur) ; et - l'opération de recharge de la batterie à 12V (partie convertisseur). Un calculateur de la batterie de traction, qui gère le fonctionnement de la batterie de puissance BT de la chaîne de traction. Suivant les fabricants, il peut être appelé BMS (pour « battery management system » en langue anglaise). Un calculateur de la machine électrique avant ME qui gère le fonctionnement de la machine électrique avant ME du groupe motopropulseur avant. Suivant les fabricants, il peut être appelé MCUF (référence MCU). Un calculateur de la machine électrique arrière MP qui gère le fonctionnement de la machine électrique arrière MP du groupe motopropulseur arrière. Suivant les fabricants, il peut être appelé MCUR (référence MCR) ; Un calculateur du moteur thermique avant MT qui gère le fonctionnement du moteur thermique MT du groupe motopropulseur avant. Un calculateur qui supervise le bon fonctionnement de tous ces calculateurs et qui coordonne les actions de tous ces calculateurs, on l'appelle aussi le superviseur du groupe motopropulseur. Suivant les fabricants, il peut être appelé eVCU. On peut envisager un ou plusieurs contrôleurs/calculateurs contrôlant un ou plusieurs des éléments ci-dessus dans un agencement différent. L'architecture mécanique du groupe motopropulseur MHEV à l’avant du véhicule est illustrée en FIG. 2 . Cette architecture mécanique se compose : - d'un moteur thermique MT ; - relié à un moyen de couplage CP pour filtrer les acyclismes du moteur thermique MT afin de réduire les bruits de boîtes de vitesses BV (grenaille) et le bourdonnement en intérieur véhicule qui a pour origine l'acyclisme moteur transmis aux roues du véhicule ; - le moyen de couplage est lui-même relié à un embrayage (ici nommé K0), où quand l'embrayage K0 est ouvert, permet d'isoler le moteur thermique MT quand le superviseur eVCU décide que l'optimum est de rouler en électrique pur (ou que l’utilisateur demande un roulage en électrique pur) sans avoir à combattre le couple de frottement du moteur thermique MT. L'embrayage K0 permet aussi de démarrer le moteur thermique MT avec un démarreur ou un alterno-démarreur. Quand le véhicule roule en hybride ou en thermique pur, l'embrayage K0 est fermé. Après cet embrayage K0 se trouve la machine électrique ME qui peut être reliée à l'entrée de la boîte de vitesses BV par une chaîne (en variante ce moteur électrique peut être relié à l'entrée de la boîte de vitesses par une cascade de pignons ou une courroie). Cette machine électrique ME est suffisamment puissante pour entraîner le véhicule en traction électrique pure et il permet aussi de recharger la batterie de traction BT et/ou la batterie de service. Cette machine électrique ME peut se comporter en moteur électrique dans les phases de traction véhicule et en alternateur dans les phases de décélération véhicule et/ou dans les phases de recharges des batteries. Ensuite vient la boîte de vitesses BV qui peut être une boîte de vitesses à double embrayage (BV DCT) ou une boîte pilotée ou une boîte automatique. Sur l'illustration, il s'agit une boîte double embrayage (avec un deuxième embrayage K1 et un troisième embrayage K2), mais si la boîte est une simple boîte pilotée ou une boîte de vitesses automatique, cette boîte de vitesses ne possédera qu'un seul embrayage entre les dentures de boîte de vitesses et la machine électrique. Il se peut même qu'il n'y ait pas d'embrayage entre la machine électrique arrière et les dentures de la boîte de vitesses. Ensuite vient, comme conventionnellement, les transmissions transversales reliées au différentiel qui entrainent les roues avant (train avant RA) du véhicule. Concernant l'architecture du groupe motopropulseur arrière (véhicule à quatre roues motrices), elle se compose d'une machine électrique arrière MP, d'un réducteur ou d'une boîte de vitesse BP et d'un système de crabotage CR du groupe motopropulseur arrière aux trains roulants arrière RP. Le système de crabotage arrière CR est très important car il permet de ne pas entraîner le groupe motopropulseur arrière en rotation quand le véhicule fonctionne en mode deux roues motrices et ainsi réduire les pertes par frottement du véhicule et économiser de l'énergie pour la traction du véhicule. Concernant maintenant l’invention, la stratégie mise au point est la suivante : L’un des contrôleurs effectue une détection de la surchauffe de l'huile de la boîte de vitesses. La phase de détection est classique, l’innovation est sur le mode de reconfiguration. Un capteur de température est disposé dans la boîte de vitesses avant BV pour mesurer la température de l'huile de la boîte de vitesses (DCT, pilotée ou automatique). Ce capteur renvoie la température au calculateur de la boîte de vitesses avant BV (ou en variante, cette information de température peut aussi être envoyée au superviseur du groupe motopropulseur eVCU). Si le calculateur de la boîte de vitesses avant ou le superviseur eVCU détecte que cette température mesurée dépasse un seuil de température noté STemp pendant une durée supérieure à un seuil de durée noté D1 : - soit le calculateur de boîte de vitesses avant informe le superviseur de la détection du problème, pour que le superviseur déclenche le nouveau mode de reconfiguration ; - soit le superviseur fait lui-même la détection et enclenche le nouveau mode de reconfiguration. STemp est le seuil de température de surchauffe huile de boîte de vitesses calibrable lors de la mise au point de la fonction pendant la phase de développement de la fonction. Il peut être calibré entre 100°C et 150°C. D1 est le seuil de durée calibrable lors de la mise au point de la fonction pendant la phase de développement de la fonction. Il peut être calibré aux alentours de 500 millisecondes. La nouvelle fonction de reconfiguration des deux groupes motopropulseurs est la suivante. Le superviseur eVCU lance les actions suivantes : - il demande au calculateur de la machine électrique arrière de démarrer le moteur électrique arrière MP ; - il pilote le crabotage du système de crabot arrière CR, pour forcer la fermeture du crabot arrière, afin que ce soit le train arrière qui propulse le véhicule ; - il ouvre l'embrayage K0 pour que le moteur thermique MT avant n'entraine plus la boîte de vitesses avant BV (en variante il peut demander la coupure du moteur thermique MT avant du véhicule) ; - il met la boîte de vitesses avant BV au neutre pour que la boîte de vitesses BV ne transmette ni de couple de la machine électrique avant ME aux roues avant RA, ni de couple du moteur thermique MT avant aux roues avant RA, ni que la boîte de vitesses BV ne transmette de couple venant des roues RA du véhicule à la machine électrique avant ME ou venant des roues RA au moteur thermique avant MT ; - il limite la puissance électrique prélevée par la machine électrique arrière MP à un niveau d'énergie (puissance limite « Plim ») pour réduire la performance du véhicule car le véhicule est dans un mode dégradé ; - il demande à la fonction de « blocage de la vitesse du véhicule » (notée BVV) qui empêche le véhicule de dépasser une vitesse « Vmax » car le véhicule est dans un mode dégradé ; - il demande l'allumage du voyant « service » au tableau de bord, pour prévenir le conducteur d'un problème détecté qu'il faut aller faire diagnostiquer au service de maintenance ; - il demande aussi l'affichage au tableau de bord d'un message indiquant que la vitesse maximale du véhicule est limitée suite à la détection d'un problème, pour prévenir le conducteur que c'est normal s'il ne parvient plus à dépasser une certaine vitesse de véhicule. En variante un code défaut peut être enregistré dans la mémoire d'un des calculateurs du véhicule pour aider le service de maintenance à identifier que le problème vient d'une perte de communication entre le calculateur de la boîte de vitesse et le superviseur eVCU. Plim est calibrable dans le superviseur eVCU lors du développement de cette nouvelle fonction, cette puissance électrique maximale est calibrée aux alentours de 20kW (mais cette valeur dépend du véhicule, étant calibrée en fonction des caractéristiques masse et coefficient de pénétration dans l'air du véhicule et des caractéristiques des pneumatiques du véhicule en question), le but de cette limitation de puissance est d'éviter que le véhicule ne roule trop vite en mode dégradé (la vitesse du véhicule doit être inférieure à une vitesse Vlim que peut accepter le train arrière électrique (130Km/h dans notre cas)). Ainsi, « Vmax » est calibrable dans le superviseur eVCU lors du développement de cette nouvelle fonction, à 120 Km/h dans notre cas. Concernant maintenant le rétablissement à la normale, si la température de l'huile de la boîte de vitesses repasse sous un nouveau seuil de température, que l'on nommera SRTemp (pour seuil de température de rétablissement), le superviseur rétablit le fonctionnement normal du véhicule. Par contre, le code de défaut mémorisé dans l'un des calculateurs du véhicule, reste stocké dans la mémoire d'un des calculateurs du véhicule (Suivant les fabricants, la mémoire utilisée peut être la mémoire du boîtier de servitude intelligent noté BSI, mais tout autre mémoire de calculateur peut être utilisée), pour que lors des révisions du véhicule, le service de maintenance puisse constater la défaillance ponctuelle, afin de pouvoir statuer avec l’utilisateur si le service de maintenance procède à une vérification du capteur, de la boîte de vitesses BV ou du système de refroidissement de la boîte de vitesses ou non. On note SRTemp, le seuil de température de rétablissement de la température de l'huile de boîte. Il est calibrable lors de la mise au point de la fonction pendant la phase de développement de la fonction. Avec SRTemp forcément inférieure à STemp et calibré au moins 10°C par exemple en dessous de la valeur de STemp, il peut être positionné entre 80°C et 110°C. L’invention concerne en outre un procédé et un programme de mise en œuvre du contrôle décrit ci-dessus. Le programme peut être chargé dans la mémoire d’un ou plusieurs contrôleurs pour mettre en œuvre l’invention. Véhicule automobile dans un repère dans l’espace comprenant un axe avant-arrière (X) suivant une direction de déplacement du véhicule automobile, le véhicule automobile comprenant un groupe motopropulseur avant sur un train avant (RA) en référence à l’axe avant-arrière (X), qui comprend : - un moteur thermique (MT) ; - un dispositif de couplage (CP) connecté au moteur thermique (MT) ; - un premier embrayage (K0) connecté au dispositif de couplage (CP) ; - une machine électrique avant (ME) connectée au premier embrayage (K0) ; - une boîte de vitesse avant (BV) connectée au premier embrayage (K0), la boîte de vitesse avant (BV) étant couplée au train avant (RA) ; le véhicule automobile comprenant en outre un groupe motopropulseur arrière sur un train arrière (RP) en référence à l’axe avant-arrière (X), qui comprend : - une machine électrique arrière (MP) ; - un réducteur ou une boîte de vitesse arrière (BP) connecté à la machine électrique arrière (MP), le réducteur ou la boîte de vitesse arrière (BP) étant couplée au train arrière (RP) ; - un système de crabotage (CR) connectant le groupe motopropulseur arrière au train arrière (RP), le véhicule automobile comprenant en outre au moins un contrôleur (eVCU) commandant le moteur thermique (MT), le premier embrayage (K0), la machine électrique avant (ME), et la boîte de vitesse avant (BV), la machine électrique arrière (MP), le réducteur ou la boîte de vitesse arrière (BP), le système de crabotage (CR), caractérisé en ce que la boîte de vitesse avant (BV) comprend un capteur de température connecté audit contrôleur (eVCU), et ledit contrôleur (eVCU) détermine si la température de l’huile de la boîte de vitesse avant (BV) est supérieure à un seuil de température pendant un seuil de durée ; dans l’affirmative, ledit contrôleur (eVCU) pilote la fermeture du système de crabotage (CR) pour permettre une propulsion par le train arrière (RP) ; ouvre le premier embrayage (K0) ; met la boîte de vitesse avant (BV) au rapport neutre ; et de préférence désactive le moteur thermique (MT). Véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le seuil de température est compris entre 90 et 160°C, de préférence entre 100 et 150°C ; et le seuil de durée est compris entre 400 et 600 ms, et est de préférence de 500 ms. Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que si la température de l’huile de la boîte de vitesse avant (BV) est supérieure audit seuil de température pendant ledit seuil de durée, ledit contrôleur (eVCU) limite la puissance électrique prélevée par la machine électrique arrière (MP) à un niveau de puissance limite. Véhicule automobile selon la revendication 3, caractérisé en ce que le niveau de puissance limite est compris entre 10 et 30 kW, et est de préférence de 20 kW. Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel ledit contrôleur (eVCU) comprend des moyens de limitation de vitesse du véhicule, caractérisé en ce que si la température de l’huile de la boîte de vitesse avant (BV) est supérieure audit seuil de température pendant ledit seuil de durée, ledit contrôleur (eVCU) limite la vitesse du véhicule. Véhicule automobile selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de limitation de vitesse limitent la vitesse du véhicule à moins de 125 km/h ; de préférence à moins de 120 km/h. Procédé de contrôle d’un véhicule selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant les étapes suivantes : - déterminer si la température de l’huile de la boîte de vitesse avant (BV) est supérieure à un seuil de température pendant un seuil de durée ; - dans l’affirmative, piloter la fermeture du système de crabotage (CR) pour permettre une propulsion par le train arrière (RP) ; ouvrir le premier embrayage ; mettre la boîte de vitesse avant (BV) au rapport neutre, et de préférence désactiver le moteur thermique (MT). Procédé de contrôle selon la revendication 7, comprenant en outre, si la température de l’huile de la boîte de vitesse avant (BV) est supérieure audit seuil de température pendant ledit seuil de durée, une étape dans laquelle on limite la puissance électrique prélevée par la machine électrique arrière (MP) à un niveau de puissance limite. Procédé de contrôle selon l’une quelconque des revendications 7 à 8, comprenant en outre, si la température de l’huile de la boîte de vitesse avant (BV) est supérieure audit seuil de température pendant ledit seuil de durée, une étape dans laquelle on limite la vitesse du véhicule. Programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé de contrôle selon l’une quelconque des revendications 7 à 9, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.