Brevet FR3162394A1 — publié le 20251128

L’invention concerne un véhicule automobile comportant un essieu de traction, comprenant : - une boîte de vitesses (K1, K2) ; - une machine électrique (ME) ; - une moteur thermique (MT) connecté par l’intermédiaire d’un moyen de couplage (K0) ; - au moins un contrôleur (S) détectant des défauts de fonctionnement de la machine électrique (ME), caractérisé en ce que lorsque ledit contrôleur (S) détecte un défaut de fonctionnement de la machine électrique (ME), il en inhibe le fonctionnement, et vérifie si la vitesse de rotation du moteur thermique (MT) dépasse au moins une vitesse de rotation seuil, et dans l’affirmative, ledit contrôleur (S) commande un passage de rapport supérieur correspondant à la boîte de vitesses (K1, K2). L’invention concerne également un procédé et un programme sur la base d’un tel véhicule. Figure 1 VEHICULE AUTOMOBILE HYBRIDE A TRACTION AVANT COMPRENANT UN CONTROLEUR INHIBANT LES ROTATIONS DE LA MACHINE ELECTRIQUE EN CAS DE DEFAILLANCE, PROCEDE ET PROGRAMME SUR LA BASE D’UN TEL VEHICULE L'invention se rapporte au domaine de la sécurité de passagers de véhicules hybrides à deux roues motrices, comportant une machine électrique sur un groupe moto-propulseur avant. Sur les véhicules hybrides à deux roues motrices produits par le demandeur, lorsque le superviseur du groupe moto-propulseur reçoit du calculateur de la machine électrique avant, une information de mise en défaut de son fonctionnement pendant un temps donné, ledit superviseur immobilise le véhicule compte tenu du fait que la machine électrique est en prise directe avec l’arbre primaire de la boîte de vitesses. Ainsi, quand le véhicule est en marche, le rotor de la machine électrique avant est obligé de tourner. En conséquence, il y a potentiellement une génération de courant dans la machine électrique avant, ce qui implique un risque d’embrasement. Ainsi, ledit superviseur engage la récupération suivante : - interdiction de démarrage de la machine thermique avant ; - coupure de fonctionnement de la machine électrique de traction avant ; - demande d’ouverture de l’embrayage du système d’embrayage de la boîte de vitesses avant, pour désaccoupler le moteur thermique de la boîte de vitesses. Par ailleurs, le superviseur demande l’allumage du voyant d’arrêt (« STOP » en langue anglaise) sur le tableau de bord, pour prévenir le conducteur d’un défaut grave et de l’interdiction d’utiliser le véhicule, tant que le défaut persiste. En conséquence de cela, le véhicule est immobilisé, ce qui est désavantageux pour le conducteur et les passagers, notamment d’un point de vue sécurité. Par exemple, en cas d’accident à cause d’une coupure brutale du couple venant de la chaine de traction, cela pourrait engendrer des dommages graves sur les passagers. Un objectif de la présente invention est de proposer une solution de récupération en cas de défaut de fonctionnement de la machine électrique sans avoir besoin d’immobiliser le véhicule. Pour atteindre cet objectif, l’invention propose un véhicule automobile comportant un essieu de traction, comprenant : - une boîte de vitesses connectée à l’essieu de traction ; - une machine électrique connectée à la boîte de vitesses ; - une moteur thermique connecté à la boîte de vitesses par l’intermédiaire d’un moyen de couplage ; - au moins un contrôleur contrôlant la boîte de vitesses, la machine électrique et le moteur thermique, et détectant des défauts de fonctionnement de la machine électrique, caractérisé en ce que lorsque ledit contrôleur détecte un défaut de fonctionnement de la machine électrique, ledit contrôleur inhibe le fonctionnement de la machine électrique, et vérifie si la vitesse de rotation du moteur thermique dépasse au moins une vitesse de rotation seuil, et dans l’affirmative, ledit contrôleur commande un passage de rapport supérieur correspondant à la boîte de vitesses. Avantageusement, l’invention propose une reconfiguration du groupe moto-propulseur permettant de garantir la sécurité des utilisateurs et du véhicule sans immobiliser le véhicule dans le cas où le calculateur de la machine électrique avant remonte un défaut interdisant l’utilisation de la machine électrique avant. Préférentiellement, ledit contrôleur comprend une loi de passage de rapport relative à une commande de la boîte de vitesses, caractérisé en ce que si ledit contrôleur a besoin de réaliser un passage rapport inférieur sur la base de ladite loi, il vérifie au préalable si le rapport inférieur correspondant implique une vitesse de rotation du moteur thermique supérieure à ladite vitesse de rotation seuil, et dans l’affirmative, ledit contrôleur interdit ledit passage de rapport inférieur. Cela permet de limiter les risques d’embrasement de la machine électrique en cas de besoin de rétrograder. De préférence, lorsque ledit contrôleur détecte un défaut de fonctionnement de la machine électrique, si la boîte de vitesses est au dernier rapport supérieur, alors ledit contrôleur bride le régime de rotation du moteur thermique de sorte qu’il ne dépasse pas ladite une vitesse de rotation seuil. Cela permet de limiter la rotation de la machine électrique lorsque la boîte de vitesses est au dernier rapport. Préférentiellement, ledit contrôleur comprend : - un calculateur de boîte contrôlant la boîte de vitesses ; - un calculateur de machine contrôlant la machine électrique ; - un calculateur de moteur contrôlant le moteur thermique ; et - un superviseur contrôlant le calculateur de boîte, le calculateur de machine, et le calculateur de moteur. Cela permet d’être adapté aux configurations usuelles de contrôleurs, et d’avoir des contrôleurs spécifiques pour un contrôle poussé des différents dispositifs du véhicule. De préférence, le véhicule automobile comprend : - un système de freinage hydraulique ; - un système de freinage régénératif, et - un système de contrôle de stabilité connecté audit contrôleur, commandant lesdits systèmes de freinage, et lorsque ledit contrôleur détecte un défaut de fonctionnement de la machine électrique, ledit contrôleur inhibe en outre les commandes de freinage régénératif du système de contrôle de stabilité. Cela permet de limiter les recherches de compromis entre freinage régénératif et hydraulique ; et limiter les défauts de freinage. Préférentiellement, le véhicule automobile comprend en outre au moins un système de commande d’arrêt et de redémarrage du véhicule connecté à la machine électrique, et lorsque ledit contrôleur détecte un défaut de fonctionnement de la machine électrique, ledit contrôleur inhibe en outre ledit système de commande d’arrêt et de redémarrage. Cela permet de limiter les arrêts prolongés du véhicule. En particulier, un système de commande d’arrêt et redémarrage du moteur thermique est prévu et n’est pas inhibé en cas de défaut de la machine électrique. De préférence, le véhicule automobile comprend en outre un moyen d’alerte, et lorsque ledit contrôleur détecte un défaut de fonctionnement de la machine électrique, ledit contrôleur déclenche le moyen d’alerte Cela permet d’informer le conducteur du défaut et de la reconfiguration du groupe motopropulseur. Un autre objet de l’invention concerne un procédé de contrôle d’un véhicule automobile selon l’invention, comprenant les étapes suivantes : - une étape de détection de défaut dans laquelle on détecte un défaut de fonctionnement de la machine électrique ; - une étape d’inhibition de machine dans laquelle on inhibe le fonctionnement de la machine électrique ; - une étape de passage de rapport dans laquelle on vérifie si la vitesse de rotation du moteur thermique dépasse au moins une vitesse de rotation seuil, et dans l’affirmative, on commande un passage de rapport supérieur correspondant à la boîte de vitesses. Préférentiellement, le procédé de contrôle comprend en outre une étape de rétrogradage réalisant un passage rapport inférieur, et il comprend une étape de contrôle préalable dans laquelle on vérifie au préalable si le rapport inférieur correspondant implique une vitesse de rotation du moteur thermique supérieure à ladite vitesse de rotation seuil, et dans l’affirmative, on interdit ledit passage de rapport inférieur. De préférence, le procédé de contrôle comprend en outre une étape de bridage dans laquelle si la boîte de vitesses est au dernier rapport supérieur, alors on bride le régime de rotation du moteur thermique de sorte qu’il ne dépasse pas ladite une vitesse de rotation seuil. Préférentiellement, le procédé de contrôle comprend en outre une étape d’alerte dans laquelle on alerte le conducteur de la détection de défaut. L’invention porte en outre sur 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 de la FIG. 1 annexée qui illustre une architecture de groupe motopropulseur d’un véhicule selon une variante préférée de l’invention. L’architecture illustrée en FIG. 1 se compose comme suit. Le véhicule comprend un moteur thermique MT. Le moteur thermique MT est relié à un couplage, ici à pendules J1, J2 permettant de filtrer les acyclismes du moteur thermique MT afin de réduire les bruits de boîtes de vitesses et les bourdonnements internes du véhicule. Le couplage à pendules J1, J2 est lui-même relié à un embrayage K0 connecté à la boîte de vitesses K1, K2. Lorsque l’embrayage K0 est ouvert, il permet d’isoler le moteur thermique MT, en particulier quand le superviseur de commande S détermine qu’il est optimal de rouler en mode électrique pur (ou que le conducteur demande un roulage en mode électrique pur) sans avoir à s’opposer au couple de frottement du moteur thermique MT. L’embrayage K0 peut aussi permettre de démarrer le moteur thermique MT avec un démarreur ou un alterno-démarreur. Quand le véhicule roule en mode hybride ou en mode thermique pur, l’embrayage K0 est fermé. Après cet embrayage K0 se trouve la machine électrique ME qui est reliée à l’entrée de la boîte de vitesses K1, K2, ici, par une chaine (en variante cette machine électrique ME peut être reliée à l’entrée de la boîte de vitesses K1, K2 par une cascade de pignons ou une courroie). Cette machine électrique ME est suffisamment puissante pour entrainer le véhicule en traction électrique pure, et elle permet aussi de recharger la batterie de traction et/ou la batterie de service. Cette machine électrique ME peut se comporter comme un moteur électrique dans les phases de traction du véhicule ; et comme un alternateur dans les phases de décélération du véhicule et/ou dans les phases de recharges de la batterie. Ensuite vient la boîte de vitesses K1, K2 qui peut être une boîte de vitesses à double embrayage, une boîte de vitesses pilotée ou une boîte de vitesses automatique. Sur l’illustration, il s’agit une boîte de vitesses à double embrayage (avec un embrayage K1 et un embrayage K2). Dans le cas d’une boîte de vitesses pilotée ou automatique, elle ne présente qu’un seul embrayage entre les dentures de boîte de vitesses et la machine électrique ME. On peut même envisager qu’il n’y ait pas d’embrayage entre la machine électrique ME et les dentures de la boîte de vitesses. Ensuite vient, comme conventionnellement, les transmissions transversales qui entrainent les roues avant R du véhicules (on peut parler d’essieu avant). Selon l’invention, la stratégie de contrôle est la suivante : L’hypothèse de départ est que le superviseur S reçoit du calculateur de la machine électrique avant ME, une information selon laquelle la machine électrique avant ME rencontre un problème technique, rendant cette machine électrique ME non fonctionnelle. Concrètement chez le demandeur, cela se matérialise par le fait que le calculateur de la machine électrique ME envoie au superviseur S, une information de non-disponibilité du fonctionnement de la machine électrique avant ME, pendant une durée supérieure à une durée seuil D1. D1 est calibrable lors de la mise au point de cette fonction. L’ordre de grandeur est à minima de D1 est supérieur à 300 millisecondes. En variante, l’hypothèse de départ peut aussi être le fait que le superviseur S ne reçoit plus que des trames vides en information sur le réseau CAN venant du calculateur de la machine électrique avant ME, le superviseur S détecte un mauvais fonctionnement du calculateur de la machine électrique avant ME, ou une coupure du réseau CAN entre le calculateur de la machine électrique avant ME et le superviseur S. Lorsque l’hypothèse de départ susvisée est positive (non-disponibilité de la machine électrique ME), le superviseur S déclenche la nouvelle fonction de reconfiguration. Premièrement, le superviseur S inhibe le fonctionnement de la machine électrique avant ME. En particulier, le superviseur S demande au calculateur de la machine électrique avant ME de se mettre en extinction (même si le superviseur S n’a pas de confirmation que le calculateur de la machine électrique ME reçoit bien les informations sur le réseau CAN). En d’autres termes, la machine électrique ME ne peut plus fournir de couple au groupe motopropulseur ou prélever du couple pour fournir du courant électrique à la batterie de traction du véhicule. Or comme vu précédemment, le problème est que même si la machine électrique avant ME est éteinte, si le véhicule continue d’avancer, cela signifie que le rotor de la machine électrique ME est toujours en rotation, car le rotor est en prise directe sans système de découplage du rotor de la machine électrique avant ME. Ainsi, pour réduire les risques d’embrasement de la machine électrique avant ME, il est nécessaire de veiller à ce que le régime de rotation du rotor de la machine électrique avant ME ne dépasse pas une vitesse de rotation notée W1. W1 est un régime de rotation limite du rotor, cette vitesse de rotation limite est calibrable lors de la mise au point du contrôle selon l’invention. Actuellement, cette vitesse de rotation maximale en cas de machine électrique ME éteinte, est calibrée à 2800 rpm, afin d’assurer que la machine électrique ME ne s’embrase pas. Par ailleurs, le superviseur S comprend dans sa mémoire morte, la démultiplication entre le régime de rotation de l’arbre primaire de la boîte de vitesses K1, K2 et le régime de rotation du rotor de la machine électrique ME. Ainsi, le superviseur S connait le régime maximal de l’arbre primaire à ne pas excéder pour ne pas dépasser le régime W1 du rotor de la machine électrique ME. Ainsi, le superviseur connait le régime de rotation maximum du vilebrequin du moteur thermique MT pour ne pas dépasser le régime W1 du rotor de la machine électrique ME. Nous nommerons ici le régime maximal du vilebrequin W2. En conséquence, lorsque le superviseur S est dans ce nouveau mode de reconfiguration, le superviseur S vérifie que le régime de rotation du vilebrequin est toujours inférieur à W2. Si le superviseur S constate que le régime de rotation du vilebrequin dépasse ou vaut W2, alors le superviseur S demande au calculateur de la boîte de vitesses K1, K2 de monter au rapport de démultiplication supérieur (par exemple, il demande à la boîte de vitesses K1, K2 de passer de la 3e à la 4e vitesse ou de la 4e à la 5e vitesse, etc.). Lorsque la loi de passage des rapports nécessite que la boîte de vitesses K1, K2 revienne à un rapport inférieur, le superviseur S calcule la vitesse de rotation du vilebrequin avant le passage du rapport, pour vérifier que lors de la descente du rapport, le régime de rotation du vilebrequin ne deviendra pas supérieur à W2. En particulier, un simple rétrogradage d’un rapport de boîte de vitesses K1, K2 ne doit pas conduire à dépasser la limite W2 du régime de rotation du vilebrequin, mais ce sont les doubles rétrogradages de rapport de boîte de vitesses K1, K2 que le superviseur S empêche dans ce nouveau mode de reconfiguration. Une fois la boîte de vitesses K1, K2 sur le dernier rapport supérieur (dans notre cas, le 7e rapport), le superviseur S bride le régime de rotation du vilebrequin au régime W2, et ainsi il bride la vitesse du véhicule, afin que le rotor de la machine électrique ME avant n’excède pas le régime W2. Comme vu précédemment, la machine électrique ME avant est éteinte, donc elle ne peut plus prélever de couple sur la chaine de traction avant pour créer du courant électrique pour recharger la batterie de traction à haute tension. Ainsi, le superviseur S informe le calculateur du contrôleur de stabilité (appelé « ESP ») de l’impossibilité de faire du freinage régénératif. Cela signifie que lorsque le conducteur appuiera sur la pédale de frein du véhicule, le contrôleur de stabilité commandera uniquement le système de freinage hydraulique du véhicule pour accomplir le freinage du véhicule en fonction de l’enfoncement de l’appuie frein du conducteur, donc le contrôleur de stabilité réalisera le freinage uniquement en freinage dissipatif (sans chercher à trouver le meilleur compromis entre le freinage dissipatif du système hydraulique et le freinage régénératif, en pilotant la machine électrique avant ME). Par ailleurs, le superviseur S inhibe la fonction d’arrêt et de redémarrage (ou « Stop and Start » en langue anglaise), car le superviseur S n’aura plus la possibilité de s’aider de la machine électrique avant ME pour faire des redémarrages du moteur thermique MT. De plus, le superviseur S peut interdire la coupure du moteur thermique MT de la fonction d’arrêt et de redémarrage. En effet, le conducteur a toujours la possibilité de d’éteindre le moteur thermique MT en coupant le contact du véhicule, mais la fonction d’arrêt et de redémarrage est inhibée, donc le moteur thermique MT ne peut plus s’éteindre automatiquement. Par ailleurs, le superviseur S demande l’allumage d’un voyant dit « SERVICE » au tableau de bord, pour prévenir le conducteur qu’une défaillance est détectée et qu’il faut faire diagnostiquer la défaillance au service de maintenance. De plus, le superviseur S demande l’affichage au tableau de bord d’un message indiquant que la vitesse maximale du véhicule est limitée suite à la détection de cette défaillance, pour informer le conducteur qu’il ne parviendra pas 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 déterminer que le problème vient d’une perte de communication entre le calculateur de la boîte de vitesses K1, K2 et le superviseur S. Concernant maintenant le rétablissement à la normale, si le calculateur de la machine électrique avant ME détecte que le défaut a disparu, le calculateur de la machine électrique avant ME se remet à envoyer au superviseur S la trame d’état de la machine électrique avant ME à « disponible ». Cela signifie que le comportement de la machine électrique ME est rétabli. Le superviseur S rétablit le fonctionnement normal du véhicule, en quittant ce nouveau mode de reconfiguration du groupe motopropulseur. Néanmoins, le code de défaut peut être mémorisé dans l’un des calculateurs du véhicule, et rester stocké dans la mémoire d’un des calculateurs du véhicule, pour que lors des révisions du véhicule, le service de maintenance puisse constater la défaillance ponctuelle, et procède à une vérification de la machine électrique avant ME. L’invention concerne en outre un procédé et un programme de contrôle mettant en œuvre les éléments discutés ci-dessus. Le programme peut être chargé dans la mémoire d’au moins un contrôleur ou calculateur. Véhicule automobile comportant un essieu de traction, comprenant : - une boîte de vitesses (K1, K2) connectée à l’essieu de traction ; - une machine électrique (ME) connectée à la boîte de vitesses (K1, K2) ; - une moteur thermique (MT) connecté à la boîte de vitesses (K1, K2) par l’intermédiaire d’un moyen de couplage (K0) ; - au moins un contrôleur (S) contrôlant la boîte de vitesses (K1, K2), la machine électrique (ME) et le moteur thermique (MT), et détectant des défauts de fonctionnement de la machine électrique (ME), caractérisé en ce que lorsque ledit contrôleur (S) détecte un défaut de fonctionnement de la machine électrique (ME), ledit contrôleur (S) inhibe le fonctionnement de la machine électrique (ME), et vérifie si la vitesse de rotation du moteur thermique (MT) dépasse au moins une vitesse de rotation seuil, et dans l’affirmative, ledit contrôleur (S) commande un passage de rapport supérieur correspondant à la boîte de vitesses (K1, K2). Véhicule automobile selon la revendication 1, dans lequel ledit contrôleur (S) comprend une loi de passage de rapport relative à une commande de la boîte de vitesses (K1, K2), caractérisé en ce que si ledit contrôleur (S) a besoin de réaliser un passage rapport inférieur sur la base de ladite loi, il vérifie au préalable si le rapport inférieur correspondant implique une vitesse de rotation du moteur thermique (MT) supérieure à ladite vitesse de rotation seuil, et dans l’affirmative, ledit contrôleur (S) interdit ledit passage de rapport inférieur. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que lorsque ledit contrôleur (S) détecte un défaut de fonctionnement de la machine électrique (ME), si la boîte de vitesses (K1, K2) est au dernier rapport supérieur, alors ledit contrôleur (S) bride le régime de rotation du moteur thermique (MT) de sorte qu’il ne dépasse pas ladite une vitesse de rotation seuil. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit contrôleur (S) comprend : - un calculateur de boîte contrôlant la boîte de vitesses (K1, K2) ; - un calculateur de machine contrôlant la machine électrique (ME) ; - un calculateur de moteur contrôlant le moteur thermique (MT) ; et - un superviseur contrôlant le calculateur de boîte, le calculateur de machine, et le calculateur de moteur. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant : - un système de freinage hydraulique ; - un système de freinage régénératif, et - un système de contrôle de stabilité connecté audit contrôleur (S), commandant lesdits systèmes de freinage, caractérisé en ce que lorsque ledit contrôleur (S) détecte un défaut de fonctionnement de la machine électrique (ME), ledit contrôleur (S) inhibe en outre les commandes de freinage régénératif du système de contrôle de stabilité. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant en outre au moins un système de commande d’arrêt et de redémarrage du véhicule connecté à la machine électrique (ME), caractérisé en ce que lorsque ledit contrôleur (S) détecte un défaut de fonctionnement de la machine électrique (ME), ledit contrôleur (S) inhibe en outre ledit système de commande d’arrêt et de redémarrage. Procédé de contrôle d’un véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant les étapes suivantes : - une étape de détection de défaut dans laquelle on détecte un défaut de fonctionnement de la machine électrique (ME) ; - une étape d’inhibition de machine dans laquelle on inhibe le fonctionnement de la machine électrique (ME) ; - une étape de passage de rapport dans laquelle on vérifie si la vitesse de rotation du moteur thermique (MT) dépasse au moins une vitesse de rotation seuil, et dans l’affirmative, on commande un passage de rapport supérieur correspondant à la boîte de vitesses (K1, K2). Procédé de contrôle selon la revendication 7, comprenant en outre une étape de rétrogradage réalisant un passage rapport inférieur, caractérisé en ce qu’il comprend une étape de contrôle préalable dans laquelle on vérifie au préalable si le rapport inférieur correspondant implique une vitesse de rotation du moteur thermique (MT) supérieure à ladite vitesse de rotation seuil, et dans l’affirmative, on interdit ledit passage de rapport inférieur. Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 7 à 8, comprenant en outre une étape de bridage dans laquelle si la boîte de vitesses (K1, K2) est au dernier rapport supérieur, alors on bride le régime de rotation du moteur thermique (MT) de sorte qu’il ne dépasse pas ladite une vitesse de rotation seuil. 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.