FR3157318A1 - Système et procédé de commande d’un système de propulsion d’un véhicule hybride - Google Patents

Système et procédé de commande d’un système de propulsion d’un véhicule hybride Download PDF

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Abstract

L’invention concerne un procédé de commande d’un système de propulsion comportant les étapes successives suivantes : - détecter un déplacement de un organe de commande d’une boîte de vitesse vers une position de point mort ; - déplacer un embrayage de connexion dans une position de patinage dans laquelle ledit embrayage de connexion autorise une rotation relative entre un moteur thermique et un arbre intermédiaire accouplé à une machine électrique en réponse à la détection du déplacement de l’organe de commande vers la position de point mort ; - détecter un évènement représentatif d’une synchronisation de la vitesse de l’arbre intermédiaire et de la vitesse de l’arbre d’entrée d’une boîte de vitesses ; et - déplacer l’embrayage de connexion de ladite position de patinage en direction de la position embrayée en réponse à la détection dudit évènement représentatif d’une synchronisation de la vitesse de l’arbre intermédiaire et de la vitesse de l’arbre d’entrée.

Description

Système et procédé de commande d’un système de propulsion d’un véhicule hybride
L’invention se rapporte au domaine des systèmes de propulsion des véhicules hybrides.
L’invention se rapporte plus particulièrement à un procédé et à un système de commande de tels systèmes de propulsion.
 Arrière-plan technologique
Dans l’état de la technique, il est connu de nombreuses architectures de véhicules hybrides combinant une machine électrique et un moteur thermique. Il existe notamment une architecture dans laquelle la machine électrique est accouplée à la chaîne de transmission, entre le moteur thermique et la boîte de vitesses. La chaîne de transmission comporte alors un embrayage de connexion qui est intercalé entre le moteur thermique et la machine électrique. Cet embrayage de connexion est contrôlé au moyen d’une unité de contrôle et est notamment destiné à être maintenu ouvert afin de désaccoupler le moteur thermique et la machine électrique lorsque seule la machine électrique génère un couple à destination des roues du véhicule, ce qui évite les pertes par frottement dans le moteur thermique.
Un embrayage principal est également interposé entre la machine électrique et la boîte de vitesses afin de désaccoupler la machine électrique et le moteur thermique de la boîte de vitesses, lors des changements de rapport de vitesse. L’architecture la plus simple et la moins onéreuse comporte une boîte de vitesses manuelle. L’embrayage principal est ainsi actionné par le conducteur au moyen d’une pédale d’embrayage. Toutefois, selon les compétences du conducteur, les changements de rapport de vitesse sont susceptibles de générer des oscillations de la vitesse du véhicule entrainant un inconfort pour le conducteur et les passagers du véhicule. De telles oscillations de la vitesse du véhicule s’observent, après l’engagement du nouveau rapport de vitesse, lorsque la pédale d’embrayage est relâchée, au moment où les vitesses en amont et en aval de l’embrayage principal se synchronisent.
Une idée à la base de l’invention est de proposer un procédé et un système de commande pour un système de propulsion du type précité permettant d’améliorer le confort de roulage lors des changements de rapport de vitesse.
Selon un premier aspect, l’invention fournit un procédé de commande pour un système de propulsion, ledit système de propulsion comprenant :
- un moteur thermique ;
- un arbre intermédiaire accouplé à une machine électrique ;
- un embrayage de connexion mobile entre une position embrayée dans laquelle ledit embrayage de connexion accouple le moteur thermique, et notamment son vilebrequin, à l’arbre intermédiaire et une position débrayée dans laquelle le moteur thermique et l’arbre intermédiaire sont désaccouplés l’un de l’autre ;
- une boîte de vitesses qui comporte un arbre d’entrée et qui est commandée par un organe de commande ;
- un embrayage principal qui est mobile entre une position embrayée dans laquelle ledit embrayage principal accouple l’arbre intermédiaire à l’arbre d’entrée et une position débrayée dans laquelle l’arbre intermédiaire et l’arbre d’entrée sont désaccouplés ; ledit embrayage principal étant commandé par une pédale d’embrayage mobile entre une position relâchée dans laquelle l’embrayage principal est en position embrayée et une position enfoncée dans laquelle l’embrayage principal est en position débrayée ;
le procédé de commande comportant les étapes successives suivantes :
- détecter un déplacement de l’organe de commande vers une position de point mort ;
- déplacer l’embrayage de connexion dans une position de patinage dans laquelle ledit embrayage de connexion assure une rotation relative entre le moteur thermique et l’arbre intermédiaire en réponse à la détection du déplacement de l’organe de commande vers la position de point mort ;
- détecter un évènement représentatif d’une synchronisation de l’arbre intermédiaire et de l’arbre d’entrée ; et
- déplacer l’embrayage de connexion de ladite position de patinage en direction de la position embrayée en réponse à la détection dudit évènement représentatif d’une synchronisation de la vitesse de l’arbre intermédiaire et de la vitesse de l’arbre d’entrée.
Ainsi, lorsque l’embrayage principale revient en direction de sa position embrayée après l’engagement d’un nouveau rapport de vitesse, l’embrayage de connexion est dans une position de patinage. Ceci permet une synchronisation plus rapide de la vitesse de l’arbre intermédiaire avec celle de l’arbre d’entrée de la boîte de vitesses. La variation du couple transmis par l’embrayage principal au moment de la synchronisation de l’arbre intermédiaire et de l’arbre d’entrée de la boîte de vitesses est donc plus faible, ce qui permet de réduire les oscillations de la vitesse du véhicule.
En outre, comme l’embrayage de connexion est piloté par le système de commande, après la synchronisation de l’arbre intermédiaire et de l’arbre d’entrée, la synchronisation du vilebrequin du moteur thermique et de l’arbre intermédiaire peut se faire de manière à limiter les variations du couple transmis par l’embrayage de connexion.
Selon des modes de réalisation, un tel procédé de commande peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
Selon un mode de réalisation, l’on compare la vitesse de l’arbre intermédiaire et la vitesse de l’arbre d’entrée et l’évènement représentatif d’une synchronisation de l’arbre intermédiaire et de l’arbre d’entrée est détecté lorsque lesdites vitesses sont égales.
Selon un mode de réalisation, le procédé de commande comporte, préalablement à la détection du déplacement de l’organe de commande vers la position de point mort, les étapes suivantes :
- détecter un évènement représentatif d’un déplacement de l’embrayage principal de la position embrayée en direction de la position débrayée ; et
- déplacer l’embrayage de connexion de la position embrayée en direction de la position débrayée jusqu’à une position de consigne dans laquelle l’embrayage de connexion ne patine pas, en réponse à la détection de l’évènement représentatif d’un déplacement de l’embrayage principal de la position embrayée en direction de la position débrayée.
Ceci permet d’atteindre plus rapidement la position de patinage de l’embraye de connexion lorsqu’un déplacement de l’organe de commande vers la position de point mort est détecté.
Selon un mode de réalisation, en réponse à la détection du déplacement de l’organe de commande vers la position de point mort, on commande le moteur thermique et/ou l’embrayage de connexion de manière à asservir une différence de vitesse entre un régime du moteur thermique et une vitesse de l’arbre intermédiaire à une valeur de consigne.
Selon un mode de réalisation, on détecte un évènement représentatif d’un déplacement de l’embrayage principal de la position embrayée en direction de la position débrayée au-delà d’un seuil et l’on contrôle la machine électrique en fonction d’une variable représentative de la vitesse de l’arbre d’entrée de sorte à maintenir une rotation dudit moteur thermique jusqu’à ce qu’on détecte l’évènement représentatif d’une synchronisation de l’arbre intermédiaire et de l’arbre d’entrée.
Ainsi, la vitesse de l’arbre intermédiaire peut être maintenue proche de la vitesse de l’arbre d’entrée. La différence entre l’accélération de l’arbre intermédiaire et celle de l’arbre d’entrée de la boîte de vitesses au moment où ils se synchronisent est donc faible. Ceci permet de diminuer le couple transmis par l’embrayage principal avant la synchronisation et, par conséquent, de limiter encore davantage la variation du couple transmis par l’embrayage principal lors de la synchronisation de l’arbre intermédiaire et de l’arbre d’entrée. Les oscillations de la vitesse du véhicule sont donc encore davantage limitées.
Selon un mode de réalisation, on détecte un déplacement de l’organe de commande de la boîte de vitesses représentatif d’un changement de rapport de vitesse ; et
- lorsque le déplacement correspond à un nouveau rapport engagé qui est supérieur au précédent, l’on contrôle la machine électrique de sorte que la vitesse de rotation de l’arbre intermédiaire soit asservie à une valeur de consigne Varbre_inter= V0 + C1 ; avec :
- V0 : la vitesse de l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10 (courbe 59) ; et
- C1 : une constante, par exemple comprise entre 1 et 50 tours par minute ; et
- lorsque le déplacement correspond à un nouveau rapport engagé qui est inférieur au précédent, l’on contrôle la machine électrique de sorte que la vitesse de rotation de l’arbre intermédiaire soit asservie à Varbre_inter= V0 – C2 ; avec :
- C2 : une constante, par exemple comprise entre 1 et 50 tours par minute.
Selon un mode de réalisation, en réponse à la détection de l’évènement représentatif d’une synchronisation de l’arbre intermédiaire et de l’arbre d’entrée, on commande la machine électrique en couple en fonction d’une consigne de couple décroissant et on commande le moteur thermique en fonction de ladite consigne de couple décroissant de la machine électrique afin de compenser la diminution du couple de la machine électrique et d’un signal représentatif d’une position d’une pédale d’accélérateur.
Selon un autre mode de réalisation, on détecte un évènement représentatif d’un déplacement de l’embrayage principal de la position embrayée en direction de la position débrayée au-delà d’un seuil et l’on contrôle le moteur thermique en fonction d’une vitesse de l’arbre d’entrée jusqu’à ce qu’on détecte l’évènement représentatif d’une synchronisation de l’arbre intermédiaire et de l’arbre d’entrée. Ceci permet également de limiter les oscillations de la vitesse du véhicule.
Selon un mode de réalisation, on détecte un déplacement de l’organe de commande de la boîte de vitesses représentatif d’un changement de rapport de vitesse ; et
- lorsque le déplacement correspond à un nouveau rapport engagé qui est supérieur au précédent, l’on contrôle le moteur thermique de sorte que son régime soit asservi à Vmoteur= V0 + C1 ; avec :
- V0 : la vitesse de l’arbre d’entrée de la boîte de vitesses ; et
- C1 : une constante, par exemple comprise entre 1 et 50 tours par minute; et
- lorsque le déplacement correspond à un nouveau rapport engagé qui est inférieur au précédent, l’on contrôle le moteur thermique de sorte que son régime soit asservi à Vmoteur= V0 – C2 ; avec :
- C2 : une constante, par exemple comprise entre 1 et 50 tours par minute.
Selon un deuxième aspect, l’invention fournit aussi un système de commande pour un système de propulsion, ledit système de propulsion comprenant :
- un moteur thermique ;
- un arbre intermédiaire accouplé à une machine électrique ;
- un embrayage de connexion mobile entre une position embrayée dans laquelle ledit embrayage de connexion accouple le moteur thermique, et notamment son vilebrequin, à l’arbre intermédiaire et une position débrayée dans laquelle le moteur thermique et l’arbre intermédiaire sont désaccouplés l’un de l’autre ;
- une boîte de vitesses qui comporte un arbre d’entrée et qui est commandée par un organe de commande ;
- un embrayage principal qui est mobile entre une position embrayée dans laquelle ledit embrayage principal accouple l’arbre intermédiaire à l’arbre d’entrée et une position débrayée dans laquelle l’arbre intermédiaire et l’arbre d’entrée sont désaccouplés ; ledit embrayage principal étant commandé par une pédale d’embrayage mobile entre une position relâchée dans laquelle l’embrayage principal est en position embrayée et une position enfoncée dans laquelle l’embrayage principal est en position débrayée ; ledit système de commande étant configuré pour :
- détecter un déplacement de l’organe de commande vers une position de point mort ;
- déplacer l’embrayage de connexion dans une position de patinage dans laquelle ledit embrayage de connexion assure une rotation relative entre le moteur thermique et l’arbre intermédiaire en réponse à la détection du déplacement de l’organe de commande vers la position de point mort ;
- détecter un évènement représentatif d’une synchronisation de l’arbre intermédiaire et de l’arbre d’entrée ; et
- déplacer l’embrayage de connexion de ladite position de patinage en direction de la position embrayée en réponse à la détection dudit évènement représentatif d’une synchronisation de l’arbre intermédiaire et de l’arbre d’entrée.
Selon des modes de réalisation, un tel système de commande peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
Selon un mode de réalisation, le système de commande est configuré pour :
- détecter un évènement représentatif d’un déplacement de l’embrayage principal de la position embrayée en direction de la position débrayée ; et
- déplacer l’embrayage de connexion de la position embrayée en direction de la position débrayée jusqu’à une position de consigne dans laquelle l’embrayage de connexion ne patine pas, en réponse à la détection de l’évènement représentatif d’un déplacement de l’embrayage principal de la position embrayée en direction de la position débrayée.
Selon un mode de réalisation, le système de commande est configuré pour commander le moteur thermique et/ou l’embrayage de connexion de manière à asservir une différence de vitesse entre un régime du moteur thermique et une vitesse de l’arbre intermédiaire à une valeur de consigne en réponse à la détection du déplacement de l’organe de commande vers la position de point mort.
Selon un mode de réalisation, le système de commande est configuré pour :
- détecter un évènement représentatif d’un déplacement de l’embrayage principal de la position embrayée en direction de la position débrayée au-delà d’un seuil ; et
- contrôler la machine électrique en fonction d’une variable représentative d’une vitesse de l’arbre d’entrée jusqu’à ce que l’évènement représentatif d’une synchronisation de l’arbre intermédiaire et de l’arbre d’entrée soit détecté.
Selon un mode de réalisation, le système de commande est configuré pour :
- commander la machine électrique en couple en fonction d’une consigne de couple décroissant en réponse à la détection de l’évènement représentatif d’une synchronisation de l’arbre intermédiaire et de l’arbre d’entrée, et
- commander le moteur thermique en fonction de ladite consigne de couple décroissant de la machine électrique afin de compenser la diminution du couple de la machine électrique et d’un signal représentatif d’une position d’une pédale d’accélérateur.
Selon un autre mode de réalisation, le système de commande est configuré pour :
- détecter un évènement représentatif d’un déplacement de l’embrayage principal de la position embrayée en direction de la position débrayée au-delà d’un seuil ; et
- contrôler le moteur thermique en fonction d’une variable représentative d’une vitesse de l’arbre d’entrée jusqu’à ce que l’évènement représentatif d’une synchronisation de l’arbre intermédiaire et de l’arbre d’entrée soit détecté.
Selon un troisième aspect, l’invention concerne un véhicule automobile comportant :
- un moteur thermique ;
- un arbre intermédiaire accouplé à une machine électrique ;
- un embrayage de connexion mobile entre une position embrayée dans laquelle ledit embrayage de connexion accouple le moteur thermique, et notamment son vilebrequin, à l’arbre intermédiaire et une position débrayée dans laquelle le moteur thermique et l’arbre intermédiaire sont désaccouplés l’un de l’autre ;
- une boîte de vitesses qui comporte un arbre d’entrée et qui est commandée par un organe de commande ;
- un embrayage principal qui est mobile entre une position embrayée dans laquelle ledit embrayage principal accouple l’arbre intermédiaire à l’arbre d’entrée et une position débrayée dans laquelle l’arbre intermédiaire et l’arbre d’entrée sont désaccouplés ; ledit embrayage principal étant commandé par une pédale d’embrayage mobile entre une position relâchée dans laquelle l’embrayage principal est en position embrayée et une position enfoncée dans laquelle l’embrayage principal est en position débrayée ; et
- un système de commande précité.
Selon un mode de réalisation, la machine électrique est accouplée à l’arbre intermédiaire, directement ou indirectement notamment par un réducteur. Le réducteur présente, par exemple, un rapport de réduction compris entre 1 et 4, et de préférence de l’ordre de 2,2.
Brève description des figures
L’invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés.
LaFIG. 1est une représentation schématique d’un véhicule hybride selon un mode de réalisation.
LaFIG. 2est un graphique illustrant l’évolution de l’état des équipements du système de propulsion selon l’état de la technique lors d’un changement de rapport de vitesse vers un rapport de vitesse supérieur.
LaFIG. 3est un graphique illustrant l’évolution de l’état des équipements du système de propulsion selon l’état de la technique lors d’un changement de rapport de vitesse vers un rapport de vitesse inférieur.
LaFIG. 4est un diagramme illustrant les étapes d’un procédé de commande du système de propulsion selon un premier mode de réalisation, lors d’un changement de rapport de vitesse.
LaFIG. 5est un graphique similaire à celui de laFIG. 2lors de la mise en œuvre du procédé de commande selon le premier mode de réalisation, pour un changement de rapport de vitesse vers un rapport de vitesse supérieur.
LaFIG. 6est un graphique similaire à celui de laFIG. 5lors de la mise en œuvre du procédé de commande selon le premier mode de réalisation, pour un changement de rapport de vitesse vers un rapport de vitesse inférieur.
LaFIG. 7est un graphique similaire à celui de laFIG. 2lors de la mise en œuvre d’un procédé de commande selon un deuxième mode de réalisation, pour un changement de rapport de vitesse vers un rapport de vitesse supérieur.
LaFIG. 8est un graphique similaire à celui de laFIG. 7lors de la mise en œuvre du procédé de commande selon le deuxième mode de réalisation, pour un changement de rapport de vitesse vers un rapport de vitesse inférieur.
LaFIG. 9est un graphique similaire à celui de laFIG. 2lors de la mise en œuvre d’un procédé de commande selon un troisième mode de réalisation, pour un changement de rapport de vitesse vers un rapport de vitesse supérieur.
LaFIG. 10est un graphique similaire à celui de laFIG. 9lors de la mise en œuvre du procédé de commande selon le troisième mode de réalisation, pour un changement de rapport de vitesse vers un rapport de vitesse inférieur.
LaFIG. 11est un graphique similaire à celui de laFIG. 2lors de la mise en œuvre d’un procédé de commande selon un quatrième mode de réalisation, pour un changement de rapport de vitesse vers un rapport de vitesse supérieur.
En relation avec laFIG. 1, on décrit ci-dessous un système de propulsion d’un véhicule hybride selon un exemple de réalisation.
Le véhicule hybride comporte au moins deux essieux 1, 2 dont au moins un, ici l’essieu avant 1, est accouplé au système de propulsion.
Le système de propulsion comporte un moteur thermique 3 dont le vilebrequin est accouplé à un volant moteur 4, par exemple un double volant moteur équipé d’un amortisseur de torsion. Le système de propulsion comporte également une machine électrique 5 ainsi qu’un embrayage de connexion 6 qui est disposé suivant le chemin de transmission du couple entre le moteur thermique 3 et la machine électrique 5.
L’embrayage de connexion 6 est apte à accoupler le moteur thermique 3 à un arbre intermédiaire 7, ledit arbre intermédiaire 7 étant accouplé à la machine électrique 5. Dans le mode de réalisation représenté, l’arbre intermédiaire 7 est accouplé indirectement à la machine électrique 5 par un réducteur 8. Toutefois, dans d’autres modes de réalisation non représentés, la machine électrique 5 est directement accouplé à l’arbre intermédiaire 7. Ainsi, l’arbre intermédiaire 7 peut par exemple être coaxial à l’axe de rotation du rotor de la machine électrique 5 et par conséquent être constitué au moins partiellement par l’arbre de rotor de la machine électrique 5.
L’arbre intermédiaire 7 est, en outre, accouplé à un arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10 par un embrayage principal 11. L’arbre de sortie de la boîte de vitesses 10 est accouplé par un dispositif différentiel 12 aux arbres de transmission gauche 13 et droite 14 de l’essieu avant 1.
Le moteur thermique 3 est commandé par une unité de contrôle moteur 15. Pour ce faire, l’unité de contrôle moteur 15 reçoit notamment les signaux suivants :
- un signal représentatif du régime du moteur thermique 3, ce signal étant par exemple délivré par un capteur de vitesse 16 mesurant la vitesse de rotation du volant moteur 4 ;
- un signal représentatif de la position de la pédale d'accélérateur 17 mesurée par un capteur de position 18 ; et
- différentes informations disponibles sur le bus de communication 19 qui est connecté aux autres équipements de contrôle du véhicule.
La machine électrique 5 est alimentée en énergie électrique et contrôlée par un onduleur 20 qui est connecté par le bus de communication 19 à une unité de contrôle hybride 21. L'onduleur 20 est connecté au réseau électrique Haute Tension 24 et notamment à la batterie Haute Tension 22. L’onduleur 20 est également connecté à un convertisseur de tension DC/DC 23 qui est raccordé à un réseau électrique Basse Tension 25 et notamment à la batterie Basse Tension 26 et qui est configuré pour convertir le niveau de tension délivré par la batterie Basse Tension 26 au niveau de tension requis par le réseau électrique Haute Tension 24. Le réseau basse tension a une tension comprise entre 9V et 30V, et préférablement de 12V pour un véhicule de tourisme ou un véhicule léger de transport de marchandises ou de personnes et 24V pour un véhicule lourd destiné au transport de marchandises ou de personnes ou de chantier. Le réseau haute tension correspond à une tension comprise entre 40V et 1000V suivant le niveau d’hybridation du véhicule et la puissance de la machine électrique 5, et préférablement de 48V.
L’embrayage de connexion 6 est actionné par un actionneur d’embrayage 39 qui permet ainsi de le déplacer entre une position embrayée dans laquelle le moteur thermique 3 et la machine électrique 5 sont accouplés l’un à l’autre et une position débrayée dans laquelle le moteur thermique 3 et la machine électrique 5 sont désaccouplés. L’actionneur d’embrayage 39 est connecté à l’unité de contrôle hybride 21 et alimenté en énergie par la batterie Basse Tension 26 au moyen du réseau Basse Tension 25.
L’embrayage principal 11 est actionné par le conducteur au moyen d’un organe de commande d’embrayage, tel qu’une pédale d’embrayage 27. A défaut d’appui sur la pédale d’embrayage 27, l’embrayage principal 11 est dans la position embrayée dans laquelle il accouple l’arbre intermédiaire 7 à l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10. Lorsque le conducteur appuie sur la pédale d’embrayage 27, l’embrayage principal 11 est déplacé en direction de la position débrayée dans laquelle l’arbre intermédiaire 7 et l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10 sont désaccouplés.
Selon un mode de réalisation, l’embrayage principal 11 est commandé par la pédale d’embrayage 27 au moyen d’un système hydraulique de commande. Un tel système hydraulique de commande comporte un émetteur 28 qui est associé à la pédale d’embrayage 27, un récepteur 29 qui est associé à l’embrayage principal 11 et une liaison hydraulique 30 qui relie l’émetteur 28 au récepteur 29. La pédale d’embrayage 27 est associée à un capteur de position 31 qui délivre une information représentative de la position de la pédale d’embrayage 27 entre une position relâchée correspondant à la position embrayée de l’embrayage principal 11 et une position enfoncée correspondant à la position débrayée. Le capteur de position 31 est relié à l’unité de contrôle moteur 15 et optionnellement à l’unité de contrôle hybride 21.
La boîte de vitesses 10 est commandée par le conducteur au moyen d’un organe de commande 32 de la boîte de vitesses 10, tel qu’un levier de vitesse. L’organe de commande 32 de la boîte de vitesses 10 est associé à un capteur de position 33 qui délivre, à l’unité de contrôle hybride 21, une information représentative de la position dudit organe de commande 32. Cette information permet de déterminer le rapport de la boîte de vitesses 10 qui est engagé et d’estimer l'intention de changement de rapport du conducteur.
Le véhicule hybride comporte d’autres capteurs qui sont connectés à l'unité de contrôle hybride 21 et à l’unité de contrôle moteur 15, tel qu’un capteur délivrant une information représentative de l'angle du volant 34, un capteur 35 délivrant une information représentative de la position de la pédale de frein 36 ou de la pression exercée sur celle-ci, un capteur 37 délivrant des informations représentatives de la vitesse des roues et un capteur 38 délivrant des informations représentatives de la vitesse de l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10.
Par la suite, on désignera par « système de commande » le ou les éléments permettant de commander les équipements du système de propulsion et notamment l’embrayage de connexion 6, la machine électrique 5 et le moteur thermique 3. Dans le mode de réalisation représenté, le système de commande comporte notamment l’unité de contrôle hybride 21 et l’unité de contrôle moteur 15. Toutefois, le système de commande peut être réalisé sous différentes formes, de manière unitaire ou distribuée, au moyen de composants matériels et/ou logiciels. Des composants matériels utilisables sont les circuits intégrés spécifiques ASIC, les réseaux logiques programmables FPGA ou les microprocesseurs. Des composants logiciels peuvent être écrits dans différents langages de programmation, par exemple C, C++, Java ou VHDL. Cette liste n'est pas exhaustive.
En particulier, selon un mode de réalisation, les fonctionnalités du système de commande qui seront décrites ci-dessous sont partiellement ou intégralement intégrées dans une unité de contrôle qui est incorporée au système hydraulique de commande de l’embrayage principal 11.
LaFIG. 2est un graphique illustrant l’évolution de l’état des équipements du système de propulsion selon l’état de la technique lors d’un changement de rapport de vitesse vers un rapport de vitesse supérieur.
Sur laFIG. 2(comme sur les figures suivantes 3 et 5 à 11), les courbes 50 à 60 ont les significations suivantes :
- la première courbe 50 illustre la position de la pédale d’accélérateur 17 ;
- la deuxième courbe 51 illustre la position de la pédale d’embrayage 27 ;
- la troisième courbe 52 illustre la position de l’organe de commande 32 ;
- la quatrième courbe 53 illustre le couple délivré par le moteur thermique 3 ;
- la cinquième courbe 54 illustre le couple maximum susceptible d’être transmis par l’embrayage principal 11 ;
- la sixième courbe 55 illustre le couple délivré par la machine électrique 5 ;
- la septième courbe 56 illustre le couple maximum susceptible d’être transmis par l’embrayage de connexion 6 ;
- la huitième courbe 57 illustre la vitesse du véhicule ;
- la neuvième courbe 58 illustre le régime du moteur thermique 3 ;
- la dixième courbe 59 illustre la vitesse de l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10 ; et
- la onzième courbe 60 illustre la vitesse de l’arbre intermédiaire 7, celle-ci étant le cas échéant corrélée au régime de la machine électrique 5 par le rapport de réduction du réducteur 8.
L'opération de changement d’un rapport de vitesse peut être décomposée en quatre phases successives respectivement, désignées PHASE I, PHASE II, PHASE III et PHASE IV sur les figures.
Dans une phase préliminaire à l’opération de changement d’un rapport de vitesse, la vitesse de l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10 (dixième courbe 59) est corrélée à la vitesse du véhicule (huitième courbe 57) par le rapport de réduction correspondant au rapport de vitesse de la boîte de vitesses 10 qui est engagé.
Le régime du moteur thermique 3 (neuvième courbe 58) et la vitesse de l’arbre intermédiaire 7 (onzième courbe 60) sont égaux tant que l’embrayage de connexion 6 est à l’état embrayé, ce qui est le cas lors d’une opération de changement de rapport de vitesse selon l’état de la technique, telle que représentée sur laFIG. 2.
La première phase (PHASE I) correspond au relâchement de la pédale d’accélérateur 17, visible sur la première courbe 50.
La deuxième phase (PHASE II) correspond au déplacement de la pédale d’embrayage 27 en direction de la position enfoncée (deuxième courbe 51). Ce déplacement se traduit par un déplacement de l’embrayage principal 11 vers la position débrayée et, par conséquent, par une diminution du couple maximum transmissible par l’embrayage principal 11 (cinquième courbe 54) jusqu’à ce qu’il devienne nul. Le régime du moteur thermique 3 (neuvième courbe 58) ainsi que la vitesse de l’arbre intermédiaire 7 (onzième courbe 60) diminuent alors en raison du frottement résiduel interne et deviennent ainsi inférieurs à la vitesse de l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10 (dixième courbe 59).
Selon la rapidité d’exécution du conducteur, les phases I et II sont susceptibles de se chevaucher.
La troisième phase (PHASE III) correspond à l’actionnement de l’organe de commande 32 de la boîte de vitesses 10 (troisième courbe 52) en deux temps. Dans un premier temps, l’organe de commande 32 de la boîte de vitesses 10 est déplacé afin de désengager le rapport de vitesse précédent. Dans un second temps, l’organe de commande 32 de la boîte de vitesses 10 est déplacé afin d’engager un rapport de vitesse supérieur, c’est-à-dire présentant un rapport de réduction plus faible que celui du rapport de vitesse précédent. Ainsi, la vitesse de l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10 (dixième courbe 59) est plus faible lorsque le rapport de vitesse supérieur est engagé.
Selon la rapidité d’exécution du conducteur, les phases II et III sont également susceptibles de se chevaucher.
La phase IV correspond au déplacement de la pédale d’embrayage 27 en direction de la position relâchée (deuxième courbe 51) et à l’appui sur la pédale d’accélérateur 17 (première courbe 50). Pendant cette phase IV, dès que le couple transmissible par l’embrayage principal 11 redevient supérieur à 0 (cinquième courbe 54), le régime du moteur thermique 3 (neuvième courbe 58) et la vitesse de l’arbre intermédiaire 7 (onzième courbe 60) augmentent jusqu’à ce qu’ils se synchronisent avec la vitesse de l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10 (dixième courbe 59).
Pendant cette phase IV, on observe, dans la zone référencée A sur laFIG. 2, des oscillations de la vitesse du véhicule (huitième courbe 57). Ces oscillations sont dues à la variation brusque du couple transmis par l’embrayage principal 11 lors de la synchronisation de la vitesse de l’arbre intermédiaire 7 (onzième courbe 60) avec celle de l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10 (dixième courbe 59).
Lorsque l’embrayage principal 11 patine, tant que l’arbre intermédiaire 7 (onzième courbe 60) n’est pas synchronisé à l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10 (dixième courbe 59), le couple transmis par l’embrayage principal 11 dépend en premier lieu du couple maximum susceptible d’être transmis par l’embrayage principal et, par conséquent, de la pression exercée par le récepteur du système hydraulique sur l’embrayage. Le couple transmis dépend ainsi de la position de la pédale d’embrayage 27. Plus la pédale d’embrayage 27 est enfoncée, plus la force pressante exercée par le plateau de pression sur le disque de friction est faible, ce qui limite le couple transmis. À l'inverse, si la pédale d'embrayage 27 est partiellement relâchée, la force pressante augmente, permettant un transfert de couple plus important.
Ainsi, le couple transmis par l’embrayage principal 11 dépend notamment de la différence entre la vitesse de l’arbre intermédiaire 7 (onzième courbe 60) et celle de l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10 (dixième courbe 59) pendant la synchronisation de l’arbre intermédiaire 7 et de l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10. Plus cette différence de vitesse est grande et plus la synchronisation est longue. Ainsi, pour une même vitesse de relâchement de la pédale d’embrayage, le couple transmissible par l’embrayage principal 11 sera plus grand lorsque la différence entre lade vitesse de l’arbre intermédiaire 7 et la de l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10 est grande.
Dès lors, en fonction de la position de la pédale d’embrayage 27 et par conséquent de la valeur du couple maximum transmissible par l’embrayage principal 11, le couple transmis par l’embrayage principal 11 est susceptible d’être bien supérieur à celui qu’il transmet lorsque la synchronisation est obtenue. Cette brusque variation du couple transmis dans l’embrayage principal 11 excite la rigidité des arbres de transmission, ce qui produit les ondulations indésirables de la vitesse du véhicule, telles qu’illustrées dans la zone référencée A.
Dès que la synchronisation est obtenue, le couple Csynchqui est transmis par l’embrayage principal 11 correspond à l’équation suivante :
Csynch= (I3+I4)/(I1+I2+I3+I4) * Cmot+ (I1+I2)/ (I1+I2+I3+I4) * Ccharg; avec
I1 : le moment d’inertie du groupe moteur, c’est-à-dire des éléments du système de propulsion en amont de l’embrayage de connexion 6 (y compris le vilebrequin, le volant moteur, l’entrée de l’embrayage de connexion 6 et toute l'inertie connectée par la courroie des accessoires) ;
I2 : le moment d’inertie des éléments du système de propulsion disposés entre l’embrayage de connexion 6 et l’embrayage principal 11 (sortie de l’embrayage de connexion 6, machine électrique 5, réducteur 8, arbre intermédiaire 7 et entrée de l’embrayage principal 11) ;
I3 : le moment d’inertie des éléments du système de propulsion en aval de l’embrayage principal 11 (sortie de l’embrayage principal 11, arbres et pignons engagés de la boîte de vitesse, arbres de transmission, différentiel) ;
I4 : l’inertie du véhicule (y compris la masse du véhicule, roues et essieux)
Cmot: le couple moteur (quatrième courbe 53) ; et
Ccharg: la couple de charge du véhicule correspondant à la résistance au roulement, aux forces aérodynamiques et au poids du véhicule dû à la pente de la route.
La somme des moments d’inertie I3+I4 étant largement supérieure à la somme des moments d’inertie I1+I2, le couple Csynchtransmis par l’embrayage principal 11 lorsque la synchronisation est obtenue dépend en majeure partie du couple moteur Cmot, qui est susceptible d’être relativement faible lors de la synchronisation, ce qui explique la brusque chute du couple transmis dans l’embrayage principal 11 dès que la synchronisation est obtenue.
LaFIG. 3est un graphique similaire à celui de laFIG. 2mais lors d’un changement de rapport de vitesse vers un rapport de vitesse inférieur. On constate également lors de la phase IV, dans la zone référencée A, le même phénomène d’oscillations de la vitesse du véhicule (huitième courbe 57) qui s’explique également par une brusque diminution du couple transmis par l’embrayage.
On décrit ci-dessous en relation avec les figures 4, 5 et 6, un premier mode de réalisation de l’invention permettant de limiter, voire de supprimer, les ondulations précitées lors d’un changement de rapport de vitesse. LaFIG. 4est un diagramme illustrant les étapes de commande mise en œuvre par le système de commande tandis que les figures 5 et 6 illustrent l’état des équipements du système de propulsion respectivement lors d’un changement de vitesse vers un rapport de vitesse supérieur et vers un rapport de vitesse inférieur.
La phase préliminaire à l’opération de changement d’un rapport de vitesse est identique à celle décrite ci-dessus en relation avec laFIG. 2: un rapport de la boîte de vitesses 10 est engagé et la pédale d’accélérateur 17 est au moins partiellement enfoncée (première courbe 50 – figures 5 et 6).
Pendant la phase I, le système de commande détecte que la pédale d’accélérateur 17 se déplace vers la position relâchée (étape 100,FIG. 4). Ce déplacement de la pédale d’accélérateur 17 est visible sur les figures 5 et 6 (première courbe 50).
Pendant le phase II, le système de commande détecte un déplacement de la pédale d’embrayage 27 en direction de la position enfoncée (étape 101,FIG. 4). Ce déplacement de la pédale d’embrayage 27 est également visible sur les figures 5 et 6 (deuxième courbe 51).
Dès lors qu’un déplacement de la pédale d’embrayage 27 a été détecté, le système de commande met en œuvre deux processus en parallèle jusqu’à ce que le nouveau rapport de vitesse soit engagé (étape 130,FIG. 4), l’un visant la commande de l’embrayage de connexion 6 et du moteur thermique 3 (étapes 102 à 109,FIG. 4) et l’autre visant la commande de la machine électrique 5 (étapes 120 à 124,FIG. 4).
Ainsi, dès lors qu’un déplacement de la pédale d’embrayage 27 en direction de la position débrayée a été détecté, le système de commande déplace l’embrayage de connexion 6 (étapes 102 et 103,FIG. 4), en direction de sa position totalement débrayée, jusqu’à une position de consigne garantissant que ledit embrayage de connexion 6 ne patine pas. Cette position de consigne correspond à une capacité de transmission de couple supérieure à Csynch, tel que défini ci-dessus. Le déplacement de l’embrayage de connexion 6 pendant la phase II s’observe sur les figures 5 et 6 (septième courbe 56).
Ces étapes sont optionnelles et ne visent qu’à atteindre plus rapidement possible la position de patinage de l’embraye de connexion lors des étapes suivantes (étapes 105 et 106,FIG. 4) qui seront décrites ci-dessous.
Le système de commande est configuré pour détecter la phase III, c’est-à-dire que la position de l’organe de commande 32 de la boîte de vitesses 10 correspond au point mort de la boîte de vitesses 10 (étape 104,FIG. 6). Le déplacement de la position de l’organe de commande 32 de la boîte des vitesses au point mort est visible sur les figures 5 et 6 (troisième courbe 52). En réponse à la détection d’une telle position de l’organe de commande 32, le système de commande déplace à nouveau l’embrayage de connexion 6 en direction de la position débrayée de sorte qu’il atteigne une position de patinage, dans laquelle ledit embrayage de connexion 6 assure une rotation relative entre le vilebrequin du moteur thermique 3 et l’arbre intermédiaire 7 (étapes 105, 106 et 107,FIG. 4). En d’autres termes, dans cette position de patinage, l’embrayage de connexion 6 assure une différence de vitesse entre le régime du moteur thermique 3 (neuvième courbe 58) et la vitesse de l’arbre intermédiaire 7 (onzième courbe 60). Selon un mode de réalisation, le système de commande détecte que ladite position de patinage est atteinte dès lors qu’une différence entre le régime du moteur thermique 3 (neuvième courbe 58) et la vitesse de l’arbre intermédiaire 7 (onzième courbe 60) est détectée.
Par la suite, pendant la phase IV, le système de commande compare la position de l’embrayage ou de la pédale d’embrayage 27 à un seuil de position qui correspond à une position de l’embrayage principal 11 située, sur sa course en direction de la position embrayée, avant le point de patinage (étape 108,FIG. 4), c’est-à-dire le point à partir duquel ledit embrayage principal 11 commence à patiner. Dès lors que le système de commande a détecté une position de l’embrayage ou de la pédale d’embrayage 27 au-delà dudit seuil de position pendant la course d’embrayage, le moteur thermique 3 et/ou l’embrayage de connexion 6 sont commandés de manière que l’embrayage de connexion 6 patine, c’est-à-dire qu’il y ait une rotation relative entre le vilebrequin du moteur thermique 3 et l’arbre intermédiaire 7 (étape 109,FIG. 4). Pour ce faire, le moteur thermique 3 et/ou l’embrayage de connexion 6 sont commandés de sorte à asservir la différence de vitesse entre le régime du moteur thermique 3 (neuvième courbe 58) et la vitesse de l’arbre intermédiaire 7 (onzième courbe 60) à une valeur de consigne. Cette valeur consigne est par exemple comprise entre 1 et 50 tours par minute. On observe ainsi, sur les figures 5 et 6, une différence de vitesse entre le régime du moteur thermique 3 (neuvième courbe 58) et la vitesse de l’arbre intermédiaire 7 (onzième courbe 60).
Comme indiqué précédemment, dès lors qu’un déplacement de la pédale d’embrayage 27 a été détecté (PHASE II), le système de commande met en œuvre, en parallèle des étapes 102 à 109 précitées visant la commande de l’embrayage de connexion 6 et du moteur thermique 3, un second processus visant à commander la machine électrique 5 (étapes 120 à 123,FIG. 4).
Le système de commande compare la position de l’embrayage ou de la pédale d’embrayage 27 à un seuil de position qui correspond à une position de l’embrayage principal 11, lors d’une course de débrayage, avant le point de patinage, c’est-à-dire le point précité à partir duquel ledit embrayage principal 11 commence à patiner.
Dès lors que le système de commande a détecté une position de l’embrayage ou de la pédale d’embrayage 27 au-delà dudit seuil de position pendant la course de débrayage, le système de commande contrôle la machine électrique 5 en fonction de la vitesse de l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10 (étape 120,FIG. 4).
Plus particulièrement, le système de commande contrôle la machine électrique 5 de sorte que la vitesse de rotation de l’arbre intermédiaire 7 (onzième courbe 60) soit asservie à une valeur de consigne Varbre_inter= V0 + C1 (étape 121,FIG. 4) ; avec :
- V0 : la vitesse de l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10 (dixième courbe 59) ; et
- C1 : une constante, par exemple comprise entre 1 et 50 tours par minute.
Pendant la phase III, le système de commande détecte un déplacement de l’organe de commande 32 de la boîte de vitesses 10 (troisième courbe 52) représentatif d’un changement de rapport de vitesse (étape 122,FIG. 4).
Si le nouveau rapport engagé est un rapport de vitesse inférieur au précédent, le système de commande contrôle la machine électrique 5 de sorte que la vitesse de rotation de l’arbre intermédiaire 7 (onzième courbe 60) soit asservie à Varbre_inter= V0 – C2 (étape 123,FIG. 4) ; avec :
- V0 : la vitesse de l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10 (dixième courbe 59) ; et
- C2 : une constante, par exemple comprise entre 1 et 50 tours par minute.
Ainsi, comme représenté sur laFIG. 5, dès lors qu’un nouveau rapport de vitesse supérieur au précédent est engagé, la vitesse de l’arbre intermédiaire 7 (onzième courbe 60 diminue tout en restant légèrement supérieure à la nouvelle vitesse de l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10 (dixième courbe 59) correspondant au nouveau rapport engagé.
En revanche, comme visible sur laFIG. 6, dès lors que le nouveau rapport de vitesse qui est engagé est inférieur au précédent, la vitesse de l’arbre intermédiaire 7 (onzième courbe 60) augmente pour se rapprocher de la nouvelle vitesse de l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10 (dixième courbe 59) correspondant au nouveau rapport engagé.
Pendant la phase IV, le système de commande compare la vitesse de rotation de l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10 (dixième courbe 59) à celle de l’arbre intermédiaire 7 (onzième courbe 60) et détecte un appui sur la pédale d’accélérateur 17. Dès lors que les vitesses sont synchronisées (étape 130,FIG. 4), le système de commande contrôle la machine électrique 5 avec une consigne de couple décroissant dans le temps de manière que le couple qu’elle génère (sixième courbe 55) diminue progressivement jusqu’à atteindre un couple nul (étape 140,FIG. 4).
En outre, lorsque la pédale d’accélérateur 17 est enfoncée, ce qui est susceptible de correspondre au cas de laFIG. 5dans laquelle le changement de rapport s’effectue vers un rapport supérieur, le système de commande contrôle en outre le couple de la machine thermique (quatrième courbe 53) en fonction de la consigne de couple décroissant de la machine électrique 5 et de la position de la pédale d’accélérateur 17 de manière que le couple délivré par la machine électrique 5 (sixième courbe 55) soit progressivement transféré vers le moteur thermique 3 et que le couple délivré par le moteur thermique 3 (quatrième courbe 53) corresponde à une consigne de couple correspondant à la position de la pédale d’accélérateur 17 (première courbe 50) (étape 140,FIG. 4).
En revanche, dans le cas de laFIG. 6, dans laquelle le changement de rapport s’effectue vers un rapport inférieur, l’utilisateur n’appuie pas sur la pédale d’accélérateur 17 dans la phase IV et le couple délivré par le moteur thermique 3 (quatrième courbe 53) reste nul.
L’embrayage de connexion 6 est alors contrôlé en couple de manière à réduire la différence de vitesse entre le régime du moteur thermique 3 (neuvième courbe 58) et la vitesse de l’arbre intermédiaire 7 (onzième courbe 60) jusqu’à ce qu’elle devienne nulle (étapes 150 et 151,FIG. 4).
Dès lors que la vitesse du moteur thermique 3 (neuvième courbe 58) et celle de l’arbre intermédiaire 7 (onzième courbe 60) sont synchronisées, l’embrayage de connexion 6 est déplacé jusqu’à sa capacité de couple transmissible maximale (étape 160,FIG. 4).
Les avantages découlant du procédé décrit ci-dessus sont les suivants.
En premier lieu, lors de la phase IV correspondant au déplacement de la pédale d’embrayage 27 en direction de la position relâchée (deuxième courbe 51), l’embrayage de connexion 6 étant dans une position de patinage (septième courbe 56), seule la vitesse des éléments du système de propulsion disposés entre l’embrayage de connexion 6 et l’embrayage principal 11 devra être synchronisée avec la vitesse de l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10. L’inertie des éléments à synchroniser étant plus faible, la synchronisation de la vitesse de l’arbre intermédiaire 7 avec celle de l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10 se fait plus rapidement. La valeur du couple transmissible par l’embrayage principal 11 juste avant la synchronisation des vitesses de l’arbre intermédiaire 7 et de l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10 est donc plus faible. Ceci permet de réduire les excitations de la transmission lorsque la synchronisation est obtenue.
En deuxième lieu, comme pendant la phase de synchronisation, la machine électrique 5 est contrôlée de sorte que la vitesse de l’arbre intermédiaire 7 est maintenue proche de la vitesse de l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10, la différence entre l’accélération de l’arbre intermédiaire 7 (onzième courbe 60) et celle de l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10 (dixième courbe 59) au moment ils se synchronisent est faible. Le couple transmis par l’embrayage principal 11 avant la synchronisation est donc faible.
De plus, comme l’embrayage de connexion 6 est maintenu en glissement, le couple transmis par l’embrayage principal 11 juste après la synchronisation de l’arbre intermédiaire 7 avec l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10 est obtenue est égal à :
Csynch= (I3+I4) /(I2+I3+I4) * Cemb_connex+ (I2) / (I2+I3+I4) * Ccharg; avec
Cemb_connex: le couple transmis par l’embrayage de connexion 6.
Ainsi, comme la somme des inerties I3+I4 est bien supérieure à l’inertie I2, le couple Csynchtransmis par l’embrayage principal 11 lorsque la synchronisation est obtenue est sensiblement égal à couple transmis par l’embrayage de connexion 6 Cemb_connexqui est faible. La variation du couple transmis par l’embrayage principal 11 lors de la synchronisation de l’arbre intermédiaire 7 avec l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10 est donc faible.
Enfin, en dernier lieu, comme l’embrayage de connexion 6 est pilotée par le système de commande, la différence entre l’accélération du régime moteur et celle de l’arbre intermédiaire 7 est faible, ce qui permet également d’éviter un brusque changement du couple transmis par l’embrayage de connexion 6 lorsque la synchronisation du moteur thermique 3 et de l’arbre intermédiaire 7 est obtenue.
Les figures 7 et 8 représentent la mise en œuvre d’un procédé de commande selon un deuxième mode de réalisation respectivement lors d’un changement de vitesse vers un rapport de vitesse supérieur et vers un rapport de vitesse inférieur.
Dans ce deuxième mode de réalisation, le procédé de commande est simplifié en ce qu’il n’agit que sur l’embrayage de connexion 6 pour limiter les ondulations indésirables de la vitesse du véhicule.
Dans ce mode de réalisation, dès lors qu’un déplacement de la pédale d’embrayage 27 en direction de la position débrayée a été détecté, le système de commande déplace l’embrayage de connexion 6 en direction de sa position totalement débrayée jusqu’à une position de patinage, dans laquelle ledit embrayage de connexion 6 transmet un couple de trainée entre le vilebrequin du moteur thermique 3 et l’arbre intermédiaire 7.
Par la suite, le système de commande compare la vitesse de rotation de l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10 (dixième courbe 59) à celle de l’arbre intermédiaire 7 (onzième courbe 60). Dès lors que l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10 et l’arbre intermédiaire 7 sont synchronisés, l’embrayage de connexion 6 est alors contrôlé en couple de manière à réduire la différence de vitesse entre le régime du moteur thermique 3 (neuvième courbe 58) et la vitesse de l’arbre intermédiaire 7 (onzième courbe 60) jusqu’à ce qu’elle devienne nulle.
Ainsi, seuls les éléments du système de propulsion disposés entre l’embrayage de connexion 6 et l’embrayage principal 11 sont synchronisés avec l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10, ce qui permet d’obtenir cette synchronisation plus rapidement. La valeur du couple transmissible par l’embrayage principal 11 juste avant la synchronisation de l’arbre intermédiaire 7 et de l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10 est plus faible, ce qui permet de réduire les excitations de la transmission lorsque la synchronisation est obtenue.
Les figures 9 et 10 représentent la mise en œuvre d’un procédé de commande selon un troisième mode de réalisation respectivement lors d’un changement de vitesse vers un rapport de vitesse supérieur et vers un rapport de vitesse inférieur.
Dans ce troisième mode de réalisation simplifié, le procédé de commande est simplifié en ce qu’il n’agit que sur l’embrayage de connexion 6 et le moteur thermique 3 pour limiter les ondulations indésirables de la vitesse du véhicule.
Comme dans les premier et deuxième modes de réalisation, dès lors qu’un déplacement de la pédale d’embrayage 27 en direction de la position débrayée a été détecté, le système de commande déplace l’embrayage de connexion 6 en direction de sa position totalement débrayée jusqu’à une position de patinage, dans laquelle ledit embrayage de connexion 6 transmet un couple de trainée entre le vilebrequin du moteur thermique 3 et l’arbre intermédiaire 7.
Par la suite, le système de commande détecte un déplacement de l’organe de commande 32 de la boîte de vitesses 10 (troisième courbe 52) représentatif d’un changement de rapport de vitesse, lors de la phase III. Si le nouveau rapport engagé est un rapport de vitesse supérieur au précédent, comme illustré sur laFIG. 8, le système de commande contrôle le moteur thermique 3 de sorte que son régime (neuvième courbe 58) soit asservi à Vmoteur= V0 + C1 ; avec :
- V0 : la vitesse de l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10 (dixième courbe 59) ; et
- C1 : une constante, par exemple comprise entre 1 et 50 tours par minute.
En revanche, si le nouveau rapport engagé est un rapport de vitesse inférieur au précédent, comme illustré sur laFIG. 9, le système de commande contrôle le moteur thermique 3 de sorte que son régime (dixième courbe 59) soit asservi à Vmoteur= V0 – C2 ; avec :
- V0 : la vitesse de l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10 (dixième courbe 59) ; et
- C2 : une constante, par exemple comprise entre 1 et 50 tours par minute.
L’embrayage de connexion 6 étant dans une position de patinage, il assure également l’augmentation ou la diminution de la vitesse de l’arbre intermédiaire 7.
Lors de la phase IV, le système de commande compare la vitesse de rotation de l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10 (dixième courbe 59) à celle de l’arbre intermédiaire 7 (onzième courbe 60) Dès lors que le vilebrequin du moteur thermique 3 et l’arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses 10 sont synchronisés, l’embrayage de connexion 6 est piloté de sorte à synchroniser le vilebrequin du moteur thermique 3 (neuvième courbe 58) à l’arbre intermédiaire 7 (onzième courbe 60) puis déplacé jusqu’à sa capacité de couple transmissible maximale (septième courbe 56).
LaFIG. 11représente la mise en œuvre d’un procédé de commande selon un quatrième mode de réalisation lors d’un changement de vitesse vers un rapport de vitesse supérieur.
Dans ce quatrième mode de réalisation, le procédé de commande est simplifié en ce qu’il n’agit que sur l’embrayage de connexion 6 et la machine électrique 5 pour limiter les ondulations indésirables de la vitesse du véhicule.
Le procédé mis en œuvre ne diffère de celui décrit ci-dessus en relation avec les figures 4 et 5 qu’en ce que, pendant le phase IV, le couple du moteur thermique 3 (quatrième courbe 53) n’est pas commandé en fonction d’une consigne de différence de vitesse entre le régime du moteur thermique 3 (neuvième courbe 58) et la vitesse de l’arbre intermédiaire 7 (onzième courbe 60).
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention, telle que définie par les revendications.
L’usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n’exclut pas la présence d’autres éléments ou d’autres étapes que ceux énoncés dans une revendication.
Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

Claims (13)

  1. Procédé de commande d’un système de propulsion, ledit système de propulsion comprenant :
    - un moteur thermique (3);
    - un arbre intermédiaire (7) accouplé à une machine électrique (5) ;
    - un embrayage de connexion (6) mobile entre une position embrayée dans laquelle ledit embrayage de connexion (6) accouple le moteur thermique (3) à l’arbre intermédiaire (7) et une position débrayée dans laquelle le moteur thermique (3) et l’arbre intermédiaire (7) sont désaccouplés l’un de l’autre ;
    - une boîte de vitesses (10) qui comporte un arbre d’entrée (9) et qui est commandée par un organe de commande (32) ;
    - un embrayage principal (11) qui est mobile entre une position embrayée dans laquelle ledit embrayage principal (11) accouple l’arbre intermédiaire (7) à l’arbre d’entrée (9) et une position débrayée dans laquelle l’arbre intermédiaire (7) et l’arbre d’entrée (9) sont désaccouplés ; ledit embrayage principal (11) étant commandé par une pédale d’embrayage (27) mobile entre une position relâchée dans laquelle l’embrayage principal (11) est en position embrayée et une position enfoncée dans laquelle l’embrayage principal (11) est en position débrayée ;
    le procédé de commande comportant les étapes successives suivantes :
    - détecter un déplacement de l’organe de commande (32) vers une position de point mort ;
    - déplacer l’embrayage de connexion (6) dans une position de patinage dans laquelle ledit embrayage de connexion (6) assure une rotation relative entre le moteur thermique (3) et l’arbre intermédiaire (7) en réponse à la détection du déplacement de l’organe de commande (32) vers la position de point mort ;
    - détecter un évènement représentatif d’une synchronisation de l’arbre intermédiaire (7) et de l’arbre d’entrée (9) ; et
    - déplacer l’embrayage de connexion (6) de ladite position de patinage en direction de la position embrayée en réponse à la détection dudit évènement représentatif d’une synchronisation de l’arbre intermédiaire (7) et de l’arbre d’entrée (9).
  2. Procédé de commande selon la revendication 1, comportant préalablement à la détection du déplacement de l’organe de commande (32) vers la position de point mort, les étapes suivantes :
    - détecter un évènement représentatif d’un déplacement de l’embrayage principal (11) de la position embrayée en direction de la position débrayée ; et
    - déplacer l’embrayage de connexion (6) de la position embrayée en direction de la position débrayée jusqu’à une position de consigne dans laquelle l’embrayage de connexion (6) ne patine pas, en réponse à la détection de l’évènement représentatif d’un déplacement de l’embrayage principal (11) de la position embrayée en direction de la position débrayée.
  3. Procédé de commande selon la revendication 1 ou 2, dans lequel, en réponse à la détection du déplacement de l’organe de commande (32) vers la position de point mort, on commande le moteur thermique (3) et/ou l’embrayage de connexion (6) de manière à asservir une différence de vitesse entre un régime du moteur thermique (3) et une vitesse de l’arbre intermédiaire (7) à une valeur de consigne.
  4. Procédé de commande selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel on détecte un évènement représentatif d’un déplacement de l’embrayage principal (11) de la position embrayée en direction de la position débrayée au-delà d’un seuil et l’on contrôle la machine électrique (5) en fonction d’une vitesse de l’arbre d’entrée (9) jusqu’à ce qu’on détecte l’évènement représentatif d’une synchronisation de l’arbre intermédiaire (7) et de l’arbre d’entrée (9).
  5. Procédé de commande selon la revendication 4, dans lequel en réponse à la détection de l’évènement représentatif d’une synchronisation de l’arbre intermédiaire (7) et de l’arbre d’entrée (9), on commande la machine électrique (5) en couple en fonction d’une consigne de couple décroissant et on commande le moteur thermique (3) en fonction de ladite consigne de couple décroissant de la machine électrique afin de compenser la diminution du couple de la machine électrique et d’un signal représentatif d’une position d’une pédale d’accélérateur (17).
  6. Procédé de commande selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel on détecte un évènement représentatif d’un déplacement de l’embrayage principal (11) de la position embrayée en direction de la position débrayée au-delà d’un seuil et l’on contrôle le moteur thermique (3) en fonction d’une variable représentative de la vitesse de l’arbre d’entrée (9) de sorte à maintenir une rotation dudit moteur thermique (3) jusqu’à ce qu’on détecte un évènement représentatif d’une synchronisation de l’arbre intermédiaire (7) et de l’arbre d’entrée (9).
  7. Système de commande d’un système de propulsion, ledit système de propulsion comprenant :
    - un moteur thermique (3) ;
    - un arbre intermédiaire (7) accouplé à une machine électrique (5) ;
    - un embrayage de connexion (6) mobile entre une position embrayée dans laquelle ledit embrayage de connexion (6) accouple le moteur thermique (3) à l’arbre intermédiaire (7) et une position débrayée dans laquelle le moteur thermique (3) et l’arbre intermédiaire (7) sont désaccouplés l’un de l’autre ;
    - une boîte de vitesses (10) qui comporte un arbre d’entrée (9) et qui est commandée par un organe de commande (32) ;
    - un embrayage principal (11) qui est mobile entre une position embrayée dans laquelle ledit embrayage principal (11) accouple l’arbre intermédiaire (7) à l’arbre d’entrée (9) et une position débrayée dans laquelle l’arbre intermédiaire (7) et l’arbre d’entrée (9) sont désaccouplés ; ledit embrayage principal (11) étant commandé par une pédale d’embrayage (27) mobile entre une position relâchée dans laquelle l’embrayage principal (11) est en position embrayée et une position enfoncée dans laquelle l’embrayage principal (11) est en position débrayée ; ledit système de commande étant configuré pour :
    - détecter un déplacement de l’organe de commande (32) vers une position de point mort ;
    - déplacer l’embrayage de connexion (6) dans une position de patinage dans laquelle ledit embrayage de connexion (6) assure une rotation relative entre moteur thermique (3) et l’arbre intermédiaire (7) en réponse à la détection du déplacement de l’organe de commande (32) vers la position de point mort ;
    - détecter un évènement représentatif d’une synchronisation de l’arbre intermédiaire (7) et de l’arbre d’entrée (9) ; et
    - déplacer l’embrayage de connexion (6) de ladite position de patinage en direction de la position embrayée en réponse à la détection dudit évènement représentatif d’une synchronisation de l’arbre intermédiaire (7) et de l’arbre d’entrée (9).
  8. Système de commande selon la revendication 7, configuré pour
    - détecter un évènement représentatif d’un déplacement de l’embrayage principal (11) de la position embrayée en direction de la position débrayée ; et
    - déplacer l’embrayage de connexion (6) de la position embrayée en direction de la position débrayée jusqu’à une position de consigne dans laquelle l’embrayage de connexion (6) ne patine pas, en réponse à la détection de l’évènement représentatif d’un déplacement de l’embrayage principal (11) de la position embrayée en direction de la position débrayée.
  9. Système de commande selon la revendication 7 ou 8, configuré pour commander le moteur thermique (3) et/ou l’embrayage de connexion (6) de manière à asservir une différence de vitesse entre un régime du moteur thermique (3) et une vitesse de l’arbre intermédiaire (7) à une valeur de consigne en réponse à la détection du déplacement de l’organe de commande (32) vers la position de point mort.
  10. Système de commande selon l’une quelconque des revendications 7 à 9, configuré pour :
    - détecter un évènement représentatif d’un déplacement de l’embrayage principal (11) de la position embrayée en direction de la position débrayée au-delà d’un seuil ; et
    - contrôler la machine électrique (5) en fonction d’une variable représentative d’une vitesse de l’arbre d’entrée (9) jusqu’à ce que l’évènement représentatif d’une synchronisation de l’arbre intermédiaire (7) et de l’arbre d’entrée (9) soit détecté.
  11. Système de commande selon la revendication 10, configuré pour :
    - commander la machine électrique (5) en couple en fonction d’une consigne de couple décroissant en réponse à la détection de l’évènement représentatif d’une synchronisation de l’arbre intermédiaire (7) et de l’arbre d’entrée (9), et
    - commander le moteur thermique (3) en fonction de ladite consigne de couple décroissant de la machine électrique afin de compenser la diminution du couple de la machine électrique et d’un signal représentatif d’une position d’une pédale d’accélérateur (17).
  12. Système de commande selon l’une quelconque des revendications 7 à 9, configuré pour :
    - détecter un évènement représentatif d’un déplacement de l’embrayage principal (11) de la position embrayée en direction de la position débrayée au-delà d’un seuil ; et
    - contrôler le moteur thermique (3) en fonction d’une variable représentative d’une vitesse de l’arbre d’entrée (9) jusqu’à ce que l’évènement représentatif d’une synchronisation de l’arbre intermédiaire (7) et de l’arbre d’entrée (9) soit détecté.
  13. Véhicule automobile comportant :
    - un moteur thermique (3);
    - un arbre intermédiaire (7) accouplé à une machine électrique (5) ;
    - un embrayage de connexion (6) mobile entre une position embrayée dans laquelle ledit embrayage de connexion (6) accouple le moteur thermique (3) à l’arbre intermédiaire (7) et une position débrayée dans laquelle le moteur thermique (3) et l’arbre intermédiaire (7) sont désaccouplés l’un de l’autre ;
    - une boîte de vitesses (10) qui comporte un arbre d’entrée (9) et qui est commandée par un organe de commande (32) ;
    - un embrayage principal (11) qui est mobile entre une position embrayée dans laquelle ledit embrayage principal (11) accouple l’arbre intermédiaire (7) à l’arbre d’entrée (9) et une position débrayée dans laquelle l’arbre intermédiaire (7) et l’arbre d’entrée (9) sont désaccouplés ; ledit embrayage principal (11) étant commandé par une pédale d’embrayage (27) mobile entre une position relâchée dans laquelle l’embrayage principal (11) est en position embrayée et une position enfoncée dans laquelle l’embrayage principal (11) est en position débrayée ; et
    - un système de commande selon l’une quelconque des revendications 7 à 12.
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