FR3034735A1

FR3034735A1 - Procede de gestion du demarrage du moteur thermique d'un vehicule hybride

Info

Publication number: FR3034735A1
Application number: FR1552980A
Authority: FR
Inventors: Alexandre Blanchet; Yohan Milhau; Pierre Mosse; Ridouane Habbani
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: Stellantis Auto Sas Fr
Priority date: 2015-04-07
Filing date: 2015-04-07
Publication date: 2016-10-14
Anticipated expiration: 2035-04-07
Also published as: FR3034735B1

Abstract

Dans ce procédé de gestion du démarrage d'un moteur thermique apte à entraîner un premier train de roues d'un véhicule hybride, le moteur comporte un état arrêté (100) et un état démarré (120), le procédé comporte, dans l'état arrêté (100), une première étape de vérification (105) consistant à vérifier si un couple de consigne à appliquer à un deuxième train de roues du véhicule est limité par une valeur de limitation. Si, à la première étape de vérification (105), on confirme que le couple est limité, alors on calcule une intégrale temporelle (IntC) de la valeur absolue de l'écart entre le couple et la valeur de limitation, on vérifie si une condition de confirmation de démarrage (CCD) est remplie et on passe dans l'état démarré (120) si la condition de confirmation (CCD) est remplie.

Description

1 PROCEDE DE GESTION DU DEMARRAGE DU MOTEUR THERMIQUE D'UN VEHICULE HYBRIDE La présente invention se rapporte à un procédé de gestion du démarrage du moteur thermique d'un véhicule hybride. L'invention appartient au domaine des procédés de gestion du fonctionnement des véhicules hybrides. Certains véhicules hybrides comprennent un moteur thermique entraînant l'un des trains de roues et au moins une autre machine de traction, telle qu'une machine électrique, entraînant l'autre train de roues. D'autres types de machines de traction peuvent également être envisagés, tels qu'une machine hydraulique ou encore à air comprimé. Un tel véhicule comprend généralement un calculateur ESP (de l'anglais « Electronic Stability Program ») agissant sur la chaîne de traction du véhicule de façon à contrôler la trajectoire du véhicule. On connaît par exemple du document FR-A1-2 955 533 un procédé de modification de la répartition du couple entre les trains de roues avant et arrière d'un véhicule hybride lors d'interventions du calculateur ESP. Un tel procédé a notamment comme inconvénient que, dans certaines situations de vie, il provoque des démarrages et arrêts intempestifs du moteur thermique, ce qui est notamment préjudiciable à la stabilité du véhicule, à la consommation de carburant, ainsi qu'aux émissions de polluants. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients précités de l'art antérieur. Dans ce but, la présente invention propose un procédé de gestion du démarrage d'un moteur thermique apte à entraîner un premier train de roues d'un véhicule hybride, le moteur comportant un état arrêté et un état démarré, le procédé comportant, dans ledit état arrêté, une première étape de vérification consistant à vérifier si un couple de consigne à appliquer à un deuxième train de roues du véhicule est limité par une valeur de limitation, le procédé étant remarquable en ce que si, à la première étape de vérification, on confirme que le couple est limité : - dans une première étape de calcul, on calcule une intégrale temporelle de la valeur absolue de l'écart entre le couple et la valeur de limitation ; 3034735 2 - dans une deuxième étape de vérification, on vérifie si une condition de confirmation de démarrage est remplie ; - on passe dans l'état démarré si la condition de confirmation est remplie.

5 Ainsi, l'invention permet de demander le démarrage du moteur thermique uniquement après confirmation du besoin de démarrer ce moteur, ce qui permet donc d'éviter des démarrages et arrêts intempestifs du moteur thermique. Selon une caractéristique particulière, à la deuxième étape de 10 vérification, on vérifie si l'intégrale est supérieure à un seuil d'intégrale prédéfini. Selon une caractéristique particulière, le seuil d'intégrale est compris entre 10 N.m.s et 100 N.m.s (Newton-mètre-seconde). Selon une caractéristique particulière, on effectue la première étape 15 de vérification uniquement lorsque le véhicule se trouve dans certains modes de roulage prédéterminés. Selon une caractéristique particulière, dans l'état démarré, le procédé comporte une troisième étape de vérification, consistant à vérifier que le couple n'est plus limité et, si on confirme que le couple n'est plus limité : 20 - dans une deuxième étape de calcul, on calcule au moins un paramètre parmi une durée écoulée et/ou une distance parcourue par le véhicule depuis que le moteur thermique est dans l'état démarré et/ou une vitesse du véhicule ; - dans une quatrième étape de vérification, on vérifie si une ou 25 plusieurs conditions d'annulation de démarrage sont remplies ; - on passe dans l'état arrêté si au moins une condition d'annulation est remplie. Selon une caractéristique particulière, la condition d'annulation de démarrage énoncée précédemment est remplie : 30 - si la durée écoulée est supérieure à un seuil temporel prédéfini ; et/ou - si la vitesse du véhicule est supérieure à un seuil de vitesse prédéfini ; et/ou - si la distance parcourue est supérieure à un seuil de distance 35 prédéfini. Selon une caractéristique particulière : - le seuil temporel est compris entre 1 s et 15 s (secondes) ; 3034735 3 - le seuil de vitesse est compris entre 20 km/h et 50 km/h (kilomètres par heure); - le seuil de distance est compris entre 20 m et 150 m (mètres). Selon une caractéristique particulière, on effectue la troisième étape 5 de vérification uniquement lorsque le véhicule se trouve dans certains modes de roulage prédéterminés. Selon une caractéristique particulière, la quatrième étape de vérification consiste à vérifier si deux ou trois conditions d'annulation sont remplies.

10 L'invention porte également sur un véhicule hybride comportant un premier train de roues entraîné par un moteur thermique, ce véhicule comportant un moyen de commande adapté pour mettre en oeuvre un tel procédé. L'invention sera mieux comprise et d'autres aspects et avantages 15 apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation, donné à titre d'exemple nullement limitatif et en référence aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels : - la figure 1 présente schématiquement un mode particulier de réalisation d'un véhicule conforme à l'invention, comprenant une 20 chaîne de traction et un calculateur de gestion de cette chaîne de traction ; - la figure 2 est un logigramme présentant, dans un mode particulier de réalisation, des étapes d'un procédé de gestion du démarrage d'un moteur thermique conforme à l'invention ; 25 - la figure 3 est un graphique présentant des courbes d'évolution temporelles de paramètres du véhicule, illustrant la mise en oeuvre du procédé présenté à la figure 2 en cas de limitation de type ASR (de l'anglais « Anti Slipping Regulation ») ; et - la figure 4 est un graphique présentant des courbes d'évolution 30 temporelles des mêmes paramètres que sur la figure 3, illustrant la mise en oeuvre du procédé présenté à la figure 2 en cas de limitation de type MSR (de l'anglais « Motion Slipping Regulation »). Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, un 35 véhicule automobile du type d'un véhicule 1 illustré par la figure 1.

3034735 4 La figure 1 présente le véhicule 1 comportant une chaîne de traction et un calculateur 14 de gestion de la chaîne de traction et un calculateur ESP 15 de contrôle de trajectoire. La chaîne de traction du véhicule 1 comprend un premier moteur 5 de 5 traction associé à une première transmission 4 et un deuxième moteur 7 de traction associé à une deuxième transmission 9. Par exemple, la première transmission 4 est chargée d'entraîner en rotation le train de roues avant 2 du véhicule 1, tandis que la seconde transmission 9 est chargée d'entraîner en rotation le train de roues arrière 3 10 du véhicule 1. Mais l'inverse est également possible. Le premier moteur 5 est un moteur thermique. On notera que la première transmission 4 peut être automatisée ou non. Par conséquent, il pourra s'agir d'une boîte automatique, d'une boîte de vitesses manuelle pilotée ou non, ou d'une boîte de vitesses à double 15 embrayage (ou DCT), ou encore d'une transmission à variation continue (ou CVT). Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que le deuxième moteur 7 est de type machine électrique. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de machine. Ainsi, elle concerne 20 également les machines (ou moteurs) hydrauliques ou à air comprimé, dès lors qu'elles permettent de récupérer de l'énergie, par exemple lors de décélérations du véhicule 1. Ce deuxième moteur 7 étant, dans l'exemple retenu pour la présentation de l'invention, une machine électrique, il est connecté à un 25 convertisseur de puissance 8 (ou onduleur) pour échanger de l'énergie avec un dispositif de stockage d'énergie électrique 10, par exemple de type batterie basse tension, telle qu'une batterie 220 Volt. La deuxième transmission 9 peut comprendre une ou plusieurs démultiplications ainsi qu'un ou plusieurs moyens de couplage et de 30 découplage du deuxième moteur 7 au/du train de roues arrière 3. Le calculateur 14 de gestion de la chaîne de traction reçoit des signaux de limitation envoyés par le calculateur ESP et échanges des signaux de commande et des informations avec les moteurs 5 et 7 du véhicule 1.

35 Le calculateur 14 peut généralement fonctionner suivant différents mode de roulage du véhicule 1, appelés modes GMP. Par exemple, les modes GMP peuvent être les suivants : 3034735 5 - Mode Hybride : mode minimisant la consommation en carburant et optimisant le fonctionnement des moteurs 5 et 7 et des transmissions 4 et 9 ; - Mode ZEV (de l'anglais « Zero Emission Vehicle ») : mode sans 5 émission de polluants, dans lequel le moteur thermique 5 est à l'arrêt ; - Mode E-AWD (de l'anglais « Electric All Wheel Drive ») : mode quatre roues motrices permettant d'optimiser la tenue de route du véhicule ; 10 - Mode Sport : mode favorisant la performance du véhicule. Le calculateur ESP 15 envoie notamment au calculateur 14 de gestion une limitation en valeur maximale LimASR à respecter par le train de roues arrière 3, dite limitation ASR arrière, ou une limitation en valeur minimale LimMSR à respecter par ce même train de roues 3, dite limitation MSR 15 arrière. La figure 2 est un logigramme présentant des étapes d'un procédé conforme à l'invention et pouvant être mis en oeuvre dans le véhicule 1 On considère un état arrêté 100 du moteur thermique 5 dans lequel un une demande de démarrage DemMTH est égale à zéro et un état démarré 20 120 dans lequel cette demande DemMTH est égale à un. Soit un couple arrière Car de consigne à appliquer sur le train arrière 3 du véhicule 1, avant limitation éventuelle par le calculateur ESP. Dans l'état arrêté 100, on vérifie dans une première étape de vérification 105 si une intervention du calculateur ESP limite le couple de consigne arrière Car.

25 Cette limitation par le calculateur ESP peut être : - de type ASR, le couple arrière Car est alors limité par la valeur maximale LimASR ; ou - de type MSR, le couple arrière Car est alors limité par la valeur minimale LimMSR.

30 En variante, la première étape de vérification 105 peut être en outre conditionnée par le mode GMP dans lequel se trouve le véhicule 1. Par exemple, on effectuera cette étape uniquement lorsqu'on se trouve dans un mode GMP particulier, par exemple dans le mode Hybride ou dans le mode ZEV.

35 Si le couple arrière Car est limité par une limitation LimASR ou LimMSR émise par le calculateur ESP, alors on calcule dans une première étape de calcul 110 l'intégrale temporelle IntC de la valeur absolue de l'écart 3034735 6 entre le couple arrière Car et la limitation LimASR ou LimMSR qui est activée. Dans le cas contraire, on reste dans l'état arrêté 100. Conformément à l'invention, à la suite de la première étape de calcul 110, on vérifie dans une deuxième étape de vérification 115 si une condition 5 de confirmation de démarrage CCD est remplie ou non. Par exemple, la condition CCD est remplie si l'intégrale temporelle IntC est supérieure à un seuil d'intégrale IntC_min prédéfini, par exemple compris entre 10 N.m.s et 100 N.m.s. Le seuil intégral IntC_min peut avoir une valeur différente en fonction 10 du type de limitation ASR ou MSR. Si la condition CCD est remplie, on passe dans l'état démarré 120 et la demande de démarrage DemMTH est alors égale à un. Dans le cas contraire, on retourne à la première étape de calcul 110 pour poursuivre le calcul de l'intégrale IntC.

15 Dans l'état démarré 120, on vérifie dans une troisième étape de vérification 125 si une limitation LimASR ou LimMSR émise par le calculateur ESP 15 limite le couple de consigne arrière Car, de façon similaire a ce qui est effectué à la première étape de vérification 105. En variante, la troisième étape de vérification 125 peut elle aussi être 20 conditionnée par le mode GMP dans lequel se trouve le véhicule 1. Par exemple, on effectuera cette étape uniquement lorsqu'on se trouve dans un mode GMP particulier, par exemple dans le mode Hybride ou dans le mode ZE. Si le couple arrière Car n'est plus limité par une limitation LimASR ou 25 LimMSR, alors on calcule dans une deuxième étape de calcul 130 au moins l'un des paramètres suivants : - une durée T écoulé depuis que le moteur thermique 5 se trouve dans l'état démarré 120, la durée T étant par exemple exprimée en secondes (s) ; 30 - une distance D parcourue par le véhicule 1 depuis que le moteur thermique 5 se trouve dans l'état démarré 120, la distance D étant par exemple exprimée en mètres (m). Dans le cas où le couple arrière Car est toujours limité par une limitation LimASR ou LimMSR, on reste dans l'état démarré 120.

35 A la suite de la deuxième étape de calcul 130, on vérifie dans une quatrième étape de vérification 135 si au moins une condition d'annulation de démarrage est remplie ou non : 3034735 7 - une première condition d'annulation de démarrage CAD1 est remplie si la durée T est supérieure à un seuil temporel T_min prédéfini, par exemple compris entre 1 s et 15 s; - une deuxième condition d'annulation de démarrage CAD2 est 5 remplie si la vitesse V est supérieure à un seuil de vitesse V_min prédéfini, par exemple compris entre 20 km/h et 50 km/h ; - une troisième condition d'annulation de démarrage CAD3 est remplie si la distance D est supérieure à un seuil de distance D_min prédéfini, par exemple compris entre 20 m et 150 m.

10 Ces différents seuils, T_min, V_min et D_min, peuvent avoir une valeur différente en fonction du type de limitation ASR ou MSR. Si l'une des conditions CAD1, CAD2 ou CAD3 est remplie, alors on passe dans l'état arrêté 100 et la demande de démarrage est alors égale à zéro. Dans le cas contraire, on retourne à la deuxième étape de calcul 130.

15 En variante, à la suite de la quatrième étape de vérification 135, on peut passer dans l'état arrêté 100 si seulement deux de ces conditions d'annulations de démarrage sont remplies, ou encore si l'ensemble des trois conditions d'annulations de démarrage énoncées sont remplies. La figure 3 présente un exemple de courbes d'évolution temporelles 20 de paramètres du véhicule illustrant la mise en oeuvre d'un tel procédé en cas de limitation de type ASR, dans le mode particulier de réalisation de l'invention dans lequel l'ensemble des trois conditions d'annulations de démarrage doivent être remplies pour valider la quatrième étape de vérification 135.

25 Sont représentées sur la figure 3, en partant du haut vers le bas : - l'évolution du couple arrière Car de consigne et des limitations LimASR et LimMSR demandée par le calculateur ESP sur le train de roues arrière 3, exprimées en Newton-mètre (N.m) ; - l'évolution de la vitesse V du véhicule 1 exprimée en kilomètres par 30 heure (km/h) ; - l'évolution, en mètres (m) de la distance D parcourue par le véhicule 1 depuis que le moteur thermique 5 se trouve dans l'état démarré 120 ; - l'évolution de la demande de démarrage DemMTH ; 35 - l'évolution de l'intégrale IntC de la valeur absolue de l'écart entre le couple arrière Car de consigne et la valeur LimASR de limitation ASR.

3034 735 8 Entre les instants tO et t1, le véhicule 1 accélère progressivement depuis une vitesse V nulle et le moteur 5 est dans l'état arrêté 100. La valeur du couple arrière Car est située entre les limitations LimMSR_O et LimASR_O définies par le calculateur ESP. Le couple arrière Car n'est donc pas limité 5 par l'ESP. A l'instant t1, la limitation ASR passe d'une valeur LimASR_O supérieure au coupe arrière Car à une valeur LimASR_1 inférieure au couple arrière Car. A partir de l'instant t1, le couple arrière Car de consigne est donc limité par la valeur LimASR envoyée par le calculateur ESP.

10 La condition de limitation ESP de la première étape de vérification 105 est donc remplie et on commence à calculer l'intégrale temporelle IntC de la valeur absolue de l'écart entre le couple arrière Car et la limitation LimASR dans la première étape de calcul 110. A l'instant t2, l'intégrale IntC atteint le seuil d'intégrale IntC_min et la 15 condition de confirmation de démarrage CCD de la deuxième étape de vérification 115 est alors remplie. Le moteur thermique 5 passe alors dans l'état démarré 120 et la demande de démarrage DemMTH prend pour valeur un. Entre les instants t2 et t3, le couple arrière Car est toujours limité par 20 la valeur LimASR_1 de la limitation ASR et la condition de limitation ESP de la troisième étape de vérification 125 est donc remplie. A l'instant t3, la limitation ASR repasse à une valeur LimASR_O supérieure au couple arrière Car. La condition de limitation ESP de la troisième étape de vérification 125 n'étant plus remplie, on calcule dans la 25 deuxième étape de calcul 130 la durée T et de la distance D depuis que le moteur thermique 5 se trouve dans l'état démarré 120. A l'instant t4, la durée T dépasse le seuil temporel T_min et la première condition d'annulation de démarrage CAD1 de la quatrième étape de vérification 135 est donc remplie.

30 A l'instant t5, la vitesse V dépasse le seuil de vitesse V_min et la deuxième condition d'annulation de démarrage CAD2 de la quatrième étape de vérification 135 est donc remplie. A l'instant t6, la distance D dépasse le seuil de distance D_min et la troisième condition d'annulation de démarrage CAD3 de la quatrième étape 35 de vérification 135 est donc remplie. A l'instant t6, les trois conditions d'annulation de démarrage CAD1, CAD2 et CAD3 sont donc remplies. Le moteur thermique 5 passe alors à 3034735 9 l'état arrêté 100 et la demande de démarrage DemMTH prend pour valeur zéro. La figure 4 présente un autre exemple d'évolution des mêmes paramètres et dans le même mode particulier de réalisation de l'invention 5 qu'à la figure 3. A la différence de l'exemple de la figure 3, la limitation ESP qui intervient entre les instants t1 et t3 est une limitation MSR. Comme indiqué précédemment, le couple arrière Car est alors limité lorsque la limitation LimMSR devient supérieure au couple arrière Car.

10 A l'instant t1, la limitation LimMSR passe d'une valeur LimMSR_O inférieure au coupe arrière Car à une valeur LimMSR_1 supérieure au couple arrière Car. A partir de l'instant t1, le couple arrière Car de consigne est donc limité par la valeur LimMSR envoyée par le calculateur ESP. La condition de limitation ESP de la première étape de vérification 105 15 est donc remplie et on commence à calculer l'intégrale temporelle IntC de la valeur absolue de l'écart entre le couple arrière Car et la limitation LimMSR dans la première étape de calcul 110. A l'instant t2, l'intégrale IntC atteint le seuil d'intégrale IntC_min et la condition de confirmation de démarrage CCD de la deuxième étape de 20 vérification 115 est alors remplie. Le moteur thermique 5 passe alors dans l'état démarré 120 et la demande de démarrage DemMTH prend pour valeur un. Entre les instants t2 et t3, le couple arrière Car reste limité par la valeur LimMSR_1 de la limitation MSR et la condition de limitation ESP de la 25 troisième étape de vérification 125 est donc remplie. A l'instant t3, la limitation MSR repasse à une valeur LimMSR_O inférieure au couple arrière Car. La condition de limitation ESP de la troisième étape de vérification 125 n'étant plus remplie, on calcule dans la deuxième étape de calcul 130 la durée T et de la distance D depuis que le 30 moteur thermique 5 se trouve dans l'état démarré 120. Le reste de la figure 4 est similaire à ce qui a décrit pour la figure 3. Ainsi, la mise en oeuvre d'un tel procédé permet de demander le démarrage du moteur thermique uniquement après confirmation du besoin de démarrer ce moteur, ce qui évite des démarrages et arrêts intempestifs du 35 moteur thermique qui seraient préjudiciables à la stabilité du véhicule, à la consommation de carburant, ainsi qu'aux émissions de polluants.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de gestion du démarrage d'un moteur thermique (5) apte à entraîner un premier train de roues (2) d'un véhicule (1) hybride, ledit moteur (5) comportant un état arrêté (100) et un état démarré (120), ledit procédé comportant, dans ledit état arrêté (100), une première étape de vérification (105) consistant à vérifier si un couple (Car) de consigne à appliquer à un deuxième train de roues (3) dudit véhicule (1) est limité par une valeur (LimASR, LimMSR) de limitation, ledit procédé étant caractérisé en ce que si, à ladite première étape de vérification (105), on confirme que ledit couple (Car) est limité : dans une première étape de calcul (110), on calcule une intégrale temporelle (IntC) de la valeur absolue de l'écart entre ledit couple (Car) et ladite valeur (LimASR, LimMSR) de limitation ; dans une deuxième étape de vérification (115), on vérifie si une condition de confirmation de démarrage (CCD) est remplie ; on passe dans ledit état démarré (120) si ladite condition de confirmation (CCD) est remplie.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'à ladite deuxième étape de vérification (115), on vérifie si ladite intégrale (IntC) est supérieure à un seuil d'intégrale (IntC_min) prédéfini.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit seuil d'intégrale (IntC_min) est compris entre 10 N.m.s et 100 N.m.s.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on effectue ladite première étape de vérification (105) uniquement lorsque le véhicule (1) se trouve dans certains modes de roulage prédéterminés.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans ledit état démarré (120), il comporte une troisième étape de vérification (125), consistant à vérifier que ledit couple (Car) n'est plus limité et, si on confirme que ledit couple (Car) n'est plus limité : dans une deuxième étape de calcul (130), on calcule au moins un paramètre parmi une durée (T) écoulée et/ou une distance parcourue (D) par ledit véhicule (1) depuis que ledit moteur (5) est dans l'état démarré (120) et/ou une vitesse (V) dudit véhicule (1) ; 3034 735 11 - dans une quatrième étape de vérification (135), on vérifie si une ou plusieurs conditions d'annulation de démarrage sont remplies (CAD1, CAD2, CAD3) ; - on passe dans ledit état arrêté (100) si au moins une condition 5 d'annulation (CAD1, CAD2, CAD3) est remplie.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite condition d'annulation de démarrage est remplie : - si ladite durée (T) est supérieure à un seuil temporel (T_min) prédéfini ; et/ou 10 - si ladite vitesse (V) est supérieure à un seuil de vitesse (V_min) prédéfini ; et/ou - si ladite distance (D) est supérieure à un seuil de distance (D_min) prédéfini.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que : 15 - ledit seuil temporel (T_min) est compris entre 1 s et 15 s ; - ledit seuil de vitesse (V_min) est compris entre 20 km/h et 50 km/h ; - ledit seuil de distance (D_min) est compris entre 20 m et 150 m.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, 20 caractérisé en ce qu'on effectue ladite troisième étape de vérification (125) uniquement lorsque le véhicule (1) se trouve dans certains modes de roulage prédéterminés.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que ladite quatrième étape de vérification (135) consiste à 25 vérifier si deux ou trois conditions d'annulation (CAD1, CAD2, CAD3) sont remplies.
10. Véhicule automobile (1) comportant un premier train de roues (2) entraîné par un moteur thermique (5), caractérisé en ce qu'il comporte un moyen (14) de commande adapté pour mettre en oeuvre un procédé selon 30 l'une quelconque des revendications précédentes.