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Title:
METHOD AND DEVICE FOR ASSISTING WITH DECISIONS REGARDING COUPLING/UNCOUPLING OF A PRIME MOVER IN A HYBRID VEHICLE ACCORDING TO THE TORQUE RECUPERATION POTENTIAL OF ANOTHER PRIME MOVER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/124831
Kind Code:
A1
Abstract:
A device (DA) is intended to assist with the coupling/uncoupling of a first prime mover (MM1) to and from a drive train of a hybrid vehicle (V) further comprising a combustion engine (MT) and a second prime mover (MM2) that can be coupled to the combustion engine. The device (DA) is designed to compare a required torque with at least a first threshold s1 and a second threshold s2 when the combustion engine (MT) is in operation and a required torque is negative, and when the required torque drops below at least the first threshold s1, to order the coupling of the first prime mover (MM1), and when the required torque rises above at least the second threshold s2 to order the uncoupling of the first prime mover (MM1).

Inventors:
BLANCHET ALEXANDRE (FR)
MILHAU YOHAN (FR)
KOUKI NAJIB (FR)
Application Number:
PCT/FR2016/050037
Publication Date:
August 11, 2016
Filing Date:
January 11, 2016
Export Citation:
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Assignee:
PEUGEOT CITROEN AUTOMOBILES SA (FR)
International Classes:
B60K6/48; B60K6/52; B60W10/02; B60W10/06; B60W10/08; B60W20/10; B60W20/40; B60W30/18
Domestic Patent References:
WO2014087097A12014-06-12
Foreign References:
FR2996510A12014-04-11
DE102011056168A12013-06-13
US20040104699A12004-06-03
FR1259542A1961-04-28
Attorney, Agent or Firm:
BESNARD, SEBASTIEN (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1 . Procédé d'aide au couplage/découplage d'une première machine motrice (MM1 ) à une chaîne de transmission d'un véhicule hybride (V) comprenant en outre un moteur thermique (MT) et une seconde machine motrice (MM2) propre à être couplée à ce dernier (MT), caractérisé en ce qu'il comprend une étape dans laquelle, en cas de fonctionnement dudit moteur thermique (MT) et d'un couple requis négatif, on compare ledit couple requis à au moins un premier seuil s1 , égal à la somme d'un couple de perte cpMT dudit moteur thermique (MT) et d'un couple de prélèvement maximum cprmaxMM2 de ladite seconde machine motrice (MM2), et à au moins un second seuil s2, égal à la somme dudit couple de perte CPMT et d'un couple de prélèvement minimum cprminMM2 de ladite seconde machine motrice (MM2), et lorsque ledit couple requis devient inférieur à au moins ledit premier seuil s1 on ordonne ledit couplage de la première machine motrice (MM1 ), puis lorsque ledit couple requis devient supérieur à au moins ledit second seuil s2 on ordonne ledit découplage de la première machine motrice (MM1 ).

2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'on compare ledit couple requis à une somme dudit premier seuil s1 et d'un premier couple de confirmation cc1 .

3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on compare ledit couple requis à une somme dudit second seuil s2 et d'un second couple de confirmation cc2.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on ordonne ledit couplage de la première machine motrice (MM1 ) lorsque ledit couple requis demeure inférieur à au moins ledit premier seuil s1 pendant une première durée d1 choisie et/ou lorsqu'une intégrale d'une courbe dudit couple requis sur ladite première durée d1 est supérieure à une première valeur v1 .

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite première durée d1 et/ou ladite première valeur v1 est/sont fonction d'au moins un paramètre choisi dans un groupe comprenant une vitesse en cours dudit véhicule (V), une pente en cours d'une voie de circulation sur laquelle circule ledit véhicule (V), et un mode de roulage sélectionné dudit véhicule (V).

6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on ordonne ledit découplage de la première machine motrice (MM1 ) lorsque ledit couple requis demeure supérieur à au moins ledit second seuil s2 pendant une seconde durée d2 choisie et/ou lorsqu'une intégrale d'une courbe dudit couple requis sur ladite seconde durée d2 est supérieure à une seconde valeur v2.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite seconde durée d2 et/ou ladite seconde valeur v2 est/sont fonction d'au moins un paramètre choisi dans un groupe comprenant une vitesse en cours dudit véhicule (V), une pente en cours d'une voie de circulation sur laquelle circule ledit véhicule (V), et un mode de roulage sélectionné dudit véhicule (V).

8. Dispositif (DA) d'aide au couplage/découplage d'une première machine motrice (MM1 ) à une chaîne de transmission d'un véhicule hybride (V) comprenant en outre un moteur thermique (MT) et une seconde machine motrice (MM2) propre à être couplée à ce dernier (MT), caractérisé en ce qu'il est agencé, en cas de fonctionnement dudit moteur thermique (MT) et d'un couple requis négatif, pour comparer ledit couple requis à au moins un premier seuil s1 , égal à la somme d'un couple de perte cpMT dudit moteur thermique (MT) et d'un couple de prélèvement maximum cprmaxMM2 de la seconde machine motrice, et à au moins un second seuil s2, égal à la somme dudit couple de perte CPMT et d'un couple de prélèvement minimum cprminMM2 de la seconde machine motrice (MM2), et lorsque ledit couple requis devient inférieur à au moins ledit premier seuil s1 pour ordonner ledit couplage de la première machine motrice (MM1 ), puis lorsque ledit couple requis devient supérieur à au moins ledit second seuil s2 pour ordonner ledit découplage de la première machine motrice (MM1 ).

9. Véhicule hybride (V) comprenant une chaîne de transmission comportant une première machine motrice (MM1 ), un moteur thermique (MT) et une seconde machine motrice (MM2) propre à être couplée à ce dernier (MT), caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif d'aide (DA) selon la revendication 8.

10. Véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce que chaque machine motrice (MMj) est choisie dans un groupe comprenant un moteur électrique, une machine hydraulique, une machine pneumatique et un volant d'inertie.

Description:
PROCÉDÉ ET DISPOSITIF D'AIDE AUX DÉCISIONS DE COUPLAGE/ DÉCOUPLAGE D'UNE MACHINE MOTRICE D'UN VÉHICULE HYBRIDE EN FONCTION DU POTENTIEL DE RÉCUPÉRATION DE COUPLE D'UNE AUTRE MACHINE MOTRICE

L'invention concerne les véhicules hybrides ayant une chaîne de transmission comportant un moteur thermique et au moins deux machines motrices, et plus précisément l'aide aux prises de décision de couplage/ découplage de l'une des machines motrices à la chaîne de transmission de tels véhicules hybrides.

On entend ici par « machine motrice » une machine non-thermique agencée de manière à fournir du couple pour déplacer un véhicule, soit seule soit en complément d'un moteur thermique. Il pourra par exemple s'agir d'une machine (ou moteur) électrique, d'une machine hydraulique, d'une machine pneumatique (ou à air comprimé), ou d'un volant d'inertie.

Lorsque le moteur thermique est destiné à fournir du couple à un train avant (ou arrière) d'un véhicule, une première machine motrice est alors destinée à fournir du couple au train arrière (ou avant) de ce véhicule, et la seconde machine motrice, qui est couplée au moteur thermique, est également destinée à fournir du couple au train avant (ou arrière).

Certains véhicules hybrides, éventuellement de type automobile, comprennent un dispositif chargé d'aider le calculateur de supervision qui assure la gestion de leur chaîne de transmission à décider quand il faut coupler/découpler une première machine motrice à/de cette chaîne de transmission. On notera que tout type de couplage/découplage est ici concerné, et notamment ceux par crabot et par embrayage.

Une proposition de couplage d'une machine motrice est généralement destinée à minimiser la consommation de carburant par le moteur thermique, par exemple grâce à une récupération d'énergie électrique dans une phase de freinage, et/ou à augmenter les performances du véhicule hybride, par exemple par adjonction au couple qui est produit par son moteur thermique du couple que peut produire cette machine motrice lors d'une phase de roulage.

Les propositions de couplage/découplage sont habituellement prises en fonction d'informations qui sont relatives au véhicule considéré, comme par exemple l'enfoncement de la pédale d'accélérateur, l'enfoncement de la pédale de frein, la vitesse en cours du véhicule, l'inclinaison en cours du véhicule, et une contrainte d'utilisation d'une machine motrice et/ou du moteur thermique. Elles sont ensuite transmises au calculateur de supervision de la chaîne de transmission, afin qu'il décide de les suivre ou de les rejeter en fonction de ses propres contraintes, éventuellement temporaires.

De nombreux dispositifs d'aide fournissent des propositions de couplage/découplage qui peuvent conduire à un couplage permanent d'une machine motrice pendant une durée relativement longue, alors même que la vitesse du véhicule est stabilisée et donc que cette machine motrice n'est pas utilisée. Cela induit des pertes d'énergie par dissipation (typiquement plusieurs kilowatts à vitesse élevée) du fait du couple de perte de cette machine motrice, et cela peut endommager cette dernière lorsqu'elle présente un régime maximal au-delà duquel un découplage est nécessaire. Par ailleurs, lorsque le mode de fonctionnement de type tout électrique (ou ZEV (« Zéro Emission Véhicule »)) est privilégié à basse vitesse, chaque proposition de découplage est alors rejetée lorsque la vitesse du véhicule est inférieure à un seuil (par exemple égal à 50 km/h).

Afin d'améliorer la situation, il a été proposé dans le document brevet portant le numéro de dépôt FR 1259542 de faire une proposition de couplage lorsque le moteur thermique produit un couple maximal ou minimal, afin d'améliorer les performances globales du véhicule. Lorsque la proposition de couplage est acceptée, on injecte du carburant dans le moteur thermique tant que le couple requis (fonction de la volonté d'agir du conducteur) est supérieur à la somme du couple de perte du moteur thermique et d'un couple de prélèvement de la seconde machine motrice. Hélas, ce mode de fonctionnement ne s'avère pas optimal du fait qu'un couplage de la première machine motrice peut être demandé alors que la seconde machine motrice est encore en mesure de récupérer du couple grâce à son couplage au moteur thermique.

L'invention a donc notamment pour but d'améliorer la situation, et plus précisément d'optimiser la phase de couplage de la première machine motrice en retardant autant que possible la demande de couplage par une prise en compte du potentiel de récupération de couple par la seconde machine motrice qui est couplée au moteur thermique.

Elle propose notamment un procédé destiné à aider au couplage/ découplage d'une première machine motrice à une chaîne de transmission d'un véhicule hybride comprenant en outre un moteur thermique et une seconde machine motrice propre à être couplée à ce dernier.

Ce procédé d'aide se caractérise par le fait qu'il comprend une étape dans laquelle, en cas de fonctionnement du moteur thermique et d'un couple requis négatif :

- on compare le couple requis à au moins un premier seuil s1 , égal à la somme d'un couple de perte CPMT du moteur thermique et d'un couple de prélèvement maximum cprmax M ivi2 de la seconde machine motrice, et à au moins un second seuil s2, égal à la somme du couple de perte cp M T et d'un couple de prélèvement minimum cprmin M M2 de la seconde machine motrice, et

- lorsque le couple requis devient inférieur à au moins le premier seuil s1 on ordonne le couplage de la première machine motrice, puis lorsque le couple requis devient supérieur à au moins le second seuil s2 on ordonne le découplage de la première machine motrice.

Ainsi, on peut maintenir la première machine motrice plus souvent découplée sans pénaliser la performance du véhicule, ce qui évite de subir inutilement ses pertes et permet d'augmenter sa longévité tout comme celle de ses moyens de couplage/découplage. De plus, cela permet d'augmenter le rendement global du véhicule en raison d'une moindre consommation d'énergie électrique, et donc finalement de réduire la consommation de carburant et les émissions de polluants.

Le procédé d'aide selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :

- on peut comparer le couple requis à la somme du premier seuil s1 et d'un premier couple de confirmation cc1 ;

- on peut comparer le couple requis à la somme du second seuil s2 et d'un second couple de confirmation cc2 ;

- on peut ordonner le couplage de la première machine motrice lorsque le couple requis demeure inférieur à au moins le premier seuil s1 pendant une première durée d1 choisie et/ou lorsqu'une intégrale d'une courbe du couple requis sur la première durée d1 est supérieure à une première valeur v1 ;

la première durée d1 et/ou la première valeur v1 peu(ven)t être fonction d'au moins un paramètre choisi parmi au moins une vitesse en cours du véhicule, une pente en cours d'une voie de circulation sur laquelle circule le véhicule, et un mode de roulage sélectionné du véhicule ;

- on peut ordonner le découplage de la première machine motrice lorsque le couple requis demeure supérieur à au moins le second seuil s2 pendant une seconde durée d2 choisie et/ou lorsqu'une intégrale d'une courbe du couple requis sur la seconde durée d2 est supérieure à une seconde valeur v2 ;

la seconde durée d2 et/ou la seconde valeur v2 peu(ven)t être fonction d'au moins un paramètre choisi parmi au moins une vitesse en cours du véhicule, une pente en cours d'une voie de circulation sur laquelle circule le véhicule, et un mode de roulage sélectionné du véhicule ;

- le couple requis peut être fonction d'une volonté d'agir d'un conducteur du véhicule, définie par un niveau d'enfoncement d'une pédale d'accélérateur du véhicule et/ou un niveau d'enfoncement d'une pédale de frein du véhicule ou encore par l'activation d'un système de régulation automatique ou d'asservissement de la vitesse du véhicule. Cette volonté d'agir du conducteur pourra être interprétée en couple-mètre sur l'arbre primaire de l'organe producteur de couple concerné ou en couple-mètre à la roue.

L'invention propose également un dispositif destiné à aider au couplage/découplage d'une première machine motrice à une chaîne de transmission d'un véhicule hybride comprenant en outre un moteur thermique et une seconde machine motrice propre à être couplée à ce dernier.

Ce dispositif d'aide se caractérise par le fait qu'il est agencé, en cas de fonctionnement du moteur thermique et d'un couple requis négatif :

- pour comparer le couple requis à au moins un premier seuil s1 , égal à la somme d'un couple de perte cp M T du moteur thermique et d'un couple de prélèvement maximum cprmax MM2 de la seconde machine motrice, et à au moins un second seuil s2, égal à la somme du couple de perte cp M T et d'un couple de prélèvement minimum cprmin M M2 de la seconde machine motrice, et

- lorsque le couple requis devient inférieur à au moins le premier seuil s1 , pour ordonner le couplage de la première machine motrice, puis lorsque le couple requis devient supérieur à au moins le second seuil s2 pour ordonner le découplage de la première machine motrice.

L'invention propose également un véhicule hybride, éventuellement de type automobile, et comprenant, d'une part, une chaîne de transmission comportant une première machine motrice, un moteur thermique et une seconde machine motrice propre à être couplée à ce dernier, et, d'autre part, un dispositif d'aide du type de celui présenté ci-avant.

Par exemple, chaque machine motrice peut être choisie parmi (au moins) un moteur électrique, une machine hydraulique, une machine pneumatique et un volant d'inertie.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :

- la figure 1 illustre schématiquement et fonctionnellement un véhicule hybride comprenant une chaîne de transmission et un calculateur de supervision équipé d'un dispositif d'aide selon l'invention, et

- la figure 2 illustre schématiquement dans une partie haute d'un diagramme une courbe c1 d'évolution temporelle de la consigne de couple effectif du moteur thermique d'un véhicule hybride, une courbe c2 d'évolution temporelle du couple requis au sein du véhicule hybride, et une courbe c3 d'évolution temporelle de la consigne de couple de la seconde machine motrice du véhicule hybride, et dans une partie basse du diagramme une courbe c4 d'évolution temporelle de la variable de couplage de la première machine motrice du véhicule hybride.

L'invention a notamment pour but de proposer un procédé d'aide, et le dispositif d'aide DA associé, destinés à aider au couplage/ découplage d'une première machine motrice MM1 à une/d'une chaîne de transmission d'un véhicule hybride V comprenant en outre un moteur thermique MT et une seconde machine motrice MM2 propre à être couplée à ce dernier (MT).

Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que le véhicule hybride V est de type automobile. Il s'agit par exemple d'une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de véhicule hybride. Elle concerne en effet tout type de véhicule hybride terrestre ou maritime (ou fluvial) ou encore aéronautique, comprenant une chaîne de transmission comportant un moteur thermique MT et au moins deux machines motrices MMj.

Il est rappelé que l'on entend ici par « machine motrice » une machine non-thermique agencée de manière à fournir du couple pour déplacer un véhicule, soit seule soit en complément d'un moteur thermique.

Par ailleurs, on entend ici par « moteur thermique » un moteur consommant du carburant ou des produits chimiques. Par conséquent, dans le domaine aéronautique il pourra notamment s'agir d'un réacteur, d'un turboréacteur ou d'un moteur chimique.

D'autre part, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que les machines motrices MMj sont de type électrique. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de machine motrice. Ainsi, elle concerne également et notamment les machines (ou moteurs) hydrauliques, les machines (ou moteurs) pneumatiques (ou à air comprimé), et les volants d'inertie. Par ailleurs, on notera que les machines motrices MMj peuvent être de types différents.

On a schématiquement représenté sur la figure 1 un véhicule hybride V comprenant une chaîne de transmission, un calculateur de supervision CS propre à superviser (ou gérer) le fonctionnement de la chaîne de transmission, et un dispositif d'aide DA selon l'invention. La chaîne de transmission comprend notamment un moteur thermique MT, un arbre moteur AM, un embrayage EM, une boite de vitesses BV, un premier arbre de transmission AT1 , au moins deux machines motrices MMj (ici des moteurs électriques), un moyen de couplage/découplage MC pour l'une des machines motrices MMj, un second arbre de transmission AT2, et des premiers moyens de stockage d'énergie (ici électrique) MS1 .

On considère dans ce qui suit, à titre d'exemple illustratif, que la chaîne de transmission ne comprend que des première MM1 (j = 1 ) et seconde MM2 (j = 2) machines motrices (ici électriques) couplées à des premiers moyens de stockage d'énergie (électrique) MS1 de type basse tension (par exemple d'environ 220 V). Mais la chaîne de transmission pourrait comprendre plus de deux machines motrices.

On notera que les première MM1 et seconde MM2 machines motrices sont préférentiel lement couplées aux premiers moyens de stockage d'énergie MS1 via un onduleur ON de type DC/DC, comme illustré sur la figure 1 .

Par exemple, le premier arbre de transmission AT1 est chargé d'entraîner en rotation les roues du train avant TV du véhicule V (de préférence via un différentiel avant DV), tandis que le second arbre de transmission AT2 est chargé d'entraîner en rotation les roues du train arrière TR du véhicule V (de préférence via un différentiel arrière DR). Mais l'inverse est également possible.

Le moteur thermique MT comprend un vilebrequin (non représenté) qui est solidarisé fixement à l'arbre moteur AM afin d'entraîner ce dernier (AM) en rotation.

La boîte de vitesses BV comprend au moins un arbre d'entrée (ou primaire) destiné à recevoir le premier couple produit par le moteur thermique MT via l'embrayage EM, et un arbre de sortie destiné à recevoir ce premier couple via l'arbre d'entrée AE afin de le communiquer au premier arbre de transmission AT1 auquel il est couplé et qui est couplé indirectement aux roues (ici) avant du véhicule V via le différentiel avant DV. Par exemple, l'embrayage EM comprend un volant moteur solidarisé fixement à l'arbre moteur AM et un disque d'embrayage solidarisé fixement à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses BV. On notera que la boîte de vitesses BV peut être automatisée ou non. Par conséquent, il pourra par exemple s'agir d'une boîte automatique, d'une boîte de vitesses manuelle pilotée ou non, ou d'une boîte de vitesses à double embrayage (ou DCT). Il peut également s'agir d'un train épicycloïdal comprenant un, deux ou trois synchronisateurs. Dans ce dernier cas, le moteur thermique MT peut être couplé à une couronne, une machine motrice peut être couplée à un planétaire, et les roues peuvent être couplées (via un différentiel) à un porte-satellites. Les synchronisateurs permettent de solidariser deux éléments entre eux afin de fixer un couple et un régime sur deux des trois arbres du train épicycloïdal.

Le moteur thermique MT peut produire un couple qui est compris entre un couple minimum et un couple maximum et qui peut être déterminé par le dispositif de contrôle DC selon l'invention. Ce couple est défini par une consigne de couple d .

Le moyen de couplage/découplage MC est ici chargé de coupler/ découpler la première machine motrice MM1 au/du second arbre de transmission AT2, sur ordre du calculateur de supervision CS, afin de communiquer le couple qu'il produit, grâce à l'énergie stockée dans les premiers moyens de stockage MS1 , au second arbre de transmission AT2 qui est couplé indirectement aux roues (ici) arrière du véhicule V via le différentiel arrière DR. Cet ordre est défini par une variable de couplage c4 qui peut être de type binaire (par exemple la valeur un (1 ) désigne une demande de couplage, tandis que la valeur zéro (0) désigne une demande de découplage). Ce moyen de couplage/découplage MC est par exemple un mécanisme à crabots ou bien un embrayage ou encore un convertisseur de couple hydraulique.

La seconde machine motrice MM2 est couplée au moteur thermique MT. Il s'agit, par exemple, d'un alterno-démarreur chargé de lancer le moteur thermique MT afin de lui permettre de démarrer, y compris en présence d'un système de contrôle d'arrêt et de redémarrage automatique (ou « stop and start »), et de produire un couple destiné à être transmis au premier arbre de transmission AT1 via l'embrayage EM et la boîte de vitesses BV. Cette production de couple se fait grâce à l'énergie qui est stockée dans les premiers moyens de stockage MS1 , ainsi que grâce à l'énergie qui est fournie directement par la seconde machine motrice MM2, si celle-ci est pilotée en mode générateur, et sans solliciter l'énergie présente dans les premiers moyens de stockage MS1 (on parle alors de dérivation de puissance). Par ailleurs, ce couple est défini par une consigne de couple c3.

On notera également que dans l'exemple non limitatif illustré sur la figure 1 , la chaîne de transmission comprend également un démarreur de secours DS chargé de lancer le moteur thermique MT afin de lui permettre de démarrer lorsque la seconde machine motrice MM2 est dans l'incapacité de le faire, par exemple du fait que les moyens de stockage d'énergie électrique MS1 ne disposent pas de suffisamment d'énergie électrique. Ce démarreur de secours DS, qui n'est pas obligatoire, est ici couplé à des seconds moyens de stockage MS2 de type très basse tension (par exemple 12 V, 24 V ou 48V), via un convertisseur CV de type DC/DC. Ce dernier (CV) peut être également couplé, comme illustré, à l'onduleur ON et aux premiers moyens de stockage d'énergie électrique MS1 . Par exemple, les seconds moyens de stockage MS2 sont agencés sous la forme d'une batterie.

Les fonctionnements du moteur thermique MT, des première MM1 et seconde MM2 machines motrices, et des moyens de couplage/découplage MC peuvent être contrôlés par le calculateur de supervision CS. Ce dernier (CS) est par exemple capable de faire fonctionner le véhicule hybride V dans au moins trois modes de roulage différents. Dans un premier mode dit « thermique » seul le moteur thermique MT est utilisé pour déplacer le véhicule (hybride) V. Dans un deuxième mode dit « Zéro Emission Véhicule » (ou ZEV)) seule l'une au moins des machines motrices MMj est utilisée pour déplacer le véhicule V. Dans un troisième mode dit « hybride » au moins l'une des machines motrices MMj est utilisée en complément du moteur thermique MT pour déplacer le véhicule V.

Comme indiqué précédemment, l'invention propose de mettre en œuvre dans le véhicule V un procédé destiné à aider au couplage/découplage de la première machine motrice MM1 à/de la chaîne de transmission du véhicule V.

Un tel procédé peut être mis en œuvre par le dispositif d'aide DA. Dans l'exemple non limitatif illustré sur la figure 1 , le dispositif d'aide DA fait partie du calculateur de supervision CS. Mais cela n'est pas obligatoire. Ce dispositif (d'aide) DA pourrait en effet être un équipement qui est couplé au calculateur de supervision CS, directement ou indirectement. Par conséquent, le dispositif (d'aide) DA peut être réalisé sous la forme de modules logiciels (ou informatiques ou encore « software »), ou bien d'une combinaison de circuits électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels.

Le procédé d'aide, selon l'invention, comprend une étape qui est initiée lorsque le moteur thermique MT est en fonctionnement (ou alimenté en carburant) et qu'un couple requis c2 est négatif.

On notera que lorsque le moteur thermique MT est en fonctionnement il produit un couple qui est défini par une consigne de couple d déterminée par le calculateur de supervision CS.

Par ailleurs, le couple requis c2 est déterminé par le calculateur de supervision CS en fonction au moins de la volonté d'agir du conducteur du véhicule V. Cette volonté d'agir est par exemple définie au moins par le niveau d'enfoncement de la pédale d'accélérateur du véhicule V et/ou le niveau d'enfoncement de la pédale de frein du véhicule V ou encore par l'activation d'un système de régulation automatique ou d'asservissement de la vitesse du véhicule V. Cette volonté d'agir du conducteur pourra être interprétée en couple-mètre sur l'arbre primaire de l'organe producteur de couple concerné ou en couple-mètre à la roue. On notera que ce couple requis c2 peut être également déterminé en fonction d'au moins une autre information relative au véhicule V (et à son état), comme par exemple la vitesse en cours du véhicule V, l'inclinaison en cours du véhicule V (du fait de la pente de la voie de circulation sur laquelle il se déplace), ou une contrainte d'utilisation d'une machine motrice MMj (comme par exemple une température limite d'utilisation) et/ou du moteur thermique MT.

Le couple requis c2 sert à chaque instant à définir la consigne de couple d du moteur thermique MT, la consigne de couple c3 de la seconde machine motrice MM2 et la consigne de couple de la première machine motrice MM1 .

Dès que l'étape du procédé d'aide est initiée à un instant donné pour les raisons précitées, on (le dispositif (d'aide) DA) commence par comparer le couple requis c2 à au moins un premier seuil s1 et à au moins un second seuil s2. Le premier seuil s1 est égal à la somme d'un couple de perte cp M T du moteur thermique et d'un couple de prélèvement maximum cprmaxMM2 de la seconde machine motrice MM2, correspondant au couple maximal que cette dernière (MM2) peut prélever (éventuellement limité par des contraintes thermiques ou organiques (ou couple de limitation cl M M2 (« limitation de façade »)). Le second seuil s2 est égal à la somme du couple de perte CPMT et d'un couple de prélèvement minimum cprmin M M2 de la seconde machine motrice MM2.

Le couple de perte CPMT est principalement constitué des pertes internes de couple qui sont induites par les frottements au sein du moteur thermique MT.

Le couple de prélèvement minimum cprmin M M2 est le couple minimal que doit prélever la seconde machine motrice MM2 pour assurer le maintien de la tension du réseau de bord du véhicule. Il s'agit d'un couple prioritaire qui doit être prélevé pour assurer l'alimentation des auxiliaires et du réseau électrique embarqué dans le véhicule V, et un niveau minimal de charge (ou SOC (« State Of Charge »)) et de puissance des premiers moyens de stockage MS1 . On notera que ce couple prioritaire cprmin M M2 peut être éventuellement choisi égal à zéro (0).

Le couple de limitation CIMM2 est une contrainte de couple de récupération maximum (ou couple minimum) applicable par la seconde machine motrice MM2. Ce couple est défini par la caractéristique de la liaison utilisée (par exemple une courroie), c'est-à-dire sa capacité à résister aux efforts, par la température de cette liaison, ainsi que par des limitations appliquées à la seconde machine motrice MM2 qui sont composées de sa température de fonctionnement ou de l'état de charge des moyens de stockage (puisque si ces derniers sont pleins la seconde machine motrice MM2 ne peut plus produire de couple de récupération).

Une fois que les comparaisons ont été effectuées, si l'on (le dispositif DA) constate que le couple requis c2 est devenu inférieur à au moins le premier seuil s1 , alors on (le dispositif DA) ordonne le couplage de la première machine motrice MM1 via les moyens de couplage MC, puis lorsque le couple requis c2 devient supérieur à au moins le second seuil s2 on (le dispositif DA) ordonne le découplage de la première machine motrice MM1 .

En d'autres termes, tant que le couple requis c2 (et donc la volonté d'agir du conducteur) reste supérieur(e) à au moins le premier seuil S1 , l'ensemble composé du moteur thermique MT et de la seconde machine motrice MM2 est en mesure de réaliser le couple requis C2, et donc il n'y a pas de raison de demander un couplage de la première machine motrice MM1 au train arrière TR. Par ailleurs, tant que le couple requis c2 (et donc la volonté d'agir du conducteur) demeure inférieur(e) à au moins le second seuil S2, la première machine motrice MM1 est utile à la récupération de couple grâce à son couplage au train arrière TR, et donc il n'y a pas de raison de demander un découplage de cette première machine motrice MM1 du train arrière TR.

Ainsi, on ne demande le couplage de la première machine motrice MM1 que lorsque cela s'avère effectivement nécessaire, et on ne demande le découplage de la première machine motrice MM1 que lorsque l'on est sûr de ne plus avoir besoin de l'utiliser, sans que cela ne pénalise la performance du véhicule V. En maintenant la première machine motrice MM1 plus souvent découplée, on évite de subir ses pertes et donc on augmente le rendement global du véhicule V en raison d'une moindre consommation d'énergie électrique, et finalement on réduit la consommation de carburant et les émissions de polluants.

De plus, en réduisant le nombre de couplage/découplage on réduit la quantité d'énergie électrique qui est perdue lors de la synchronisation de la première machine motrice MM1 aux régimes équivalents des roues du véhicule V. Cette réduction du nombre de couplage/découplage peut également et éventuellement permettre l'utilisation de moyens de couplage MC un peu moins onéreux du fait qu'ils n'auront plus à supporter des sollicitations importantes.

On notera qu'il peut être avantageux de comparer le couple requis à la somme du premier seuil s1 et d'un premier couple de confirmation cc1 plutôt qu'au seul premier seuil s1 . Ce premier couple de confirmation cc1 est destiné à anticiper une demande de couplage en préservant la continuité du couple total aux roues en évitant d'aller jusqu'à la valeur maximale sur le train avant TV, puis de coupler le train arrière TR. Il peut être positif ou négatif. Par exemple, il peut être compris entre environ 0 Nm et environ 20 Nm au niveau du vilebrequin du moteur thermique MT.

De même, il peut être avantageux de comparer le couple requis à la somme du second seuil s2 et d'un second couple de confirmation cc2 plutôt qu'au seul second seuil s2. Ce second couple de confirmation cc2 est destiné à retarder la décision de demande de découplage afin d'éviter une demande de découplage intempestive si le couple requis C2 venait à diminuer de nouveau (ce qui impliquerait un nouveau couplage). Il peut être positif ou négatif. Par exemple, il peut être compris entre environ 0 Nm et environ 20 Nm au niveau du vilebrequin du moteur thermique MT.

On notera également qu'il est avantageux d'ordonner le couplage de la première machine motrice MM1 lorsque le couple requis demeure inférieur au premier seuil s1 (ou à la somme du premier seuil s1 et du premier couple de confirmation cc1 ) pendant une première durée d1 choisie et/ou lorsqu'une première intégrale 11 d'une courbe formée à partir des valeurs successives prises par le couple requis c2 sur cette première durée d1 est supérieure à une première valeur v1 .

Cette première intégrale 11 intègre la valeur absolue de l'écart entre le premier seuil s1 (ou la somme du premier seuil s1 et du premier couple de confirmation cc1 ) et le couple requis c2, uniquement lorsque ce dernier (c2) est supérieur au premier seuil s1 (ou à la somme du premier seuil s1 et du premier couple de confirmation cc1 ). La première intégrale 11 est réinitialisée lorsque le couple requis c2 atteint un maximum prédéfini ou lorsque la première durée d1 est écoulée. L'unité de cette première intégrale 11 est le Newton Mètre Seconde (N.m.s).

Lorsque cette option est mise en œuvre, la première durée d1 et/ou la première valeur v1 peu(ven)t être fonction d'au moins un paramètre qui est choisi parmi au moins la vitesse en cours du véhicule V, la pente en cours de la voie de circulation sur laquelle circule le véhicule V, et le mode de roulage qui a été sélectionné pour le véhicule V. De même, il est avantageux d'ordonner le découplage de la première machine motrice MM1 lorsque le couple requis c2 demeure supérieur au second seuil s2 (ou à la somme du second seuil s2 et du second couple de confirmation cc2) pendant une seconde durée d2 choisie et/ou lorsqu'une seconde intégrale 12 d'une courbe formée à partir des valeurs successives prises par le couple requis c2 sur cette seconde durée d2 est supérieure à une seconde valeur v2.

Cette seconde intégrale 12 intègre la valeur absolue de l'écart entre le second seuil s2 (ou la somme du second seuil s2 et du second couple de confirmation cc2) et le couple requis c2, uniquement lorsque ce dernier (c2) est supérieur au second seuil s2 (ou à la somme du second seuil s2 et du second couple de confirmation cc2). La seconde intégrale 12 est réinitialisée lorsque le couple requis c2 atteint un maximum prédéfini ou lorsque la seconde durée d2 est écoulée. L'unité de cette seconde intégrale 12 est le Newton Mètre Seconde (N.m.s).

Lorsque cette dernière option est mise en œuvre, la seconde durée d2 et/ou la seconde valeur v2 peu(ven)t être fonction d'au moins un paramètre qui est choisi parmi au moins la vitesse en cours du véhicule V, la pente en cours de la voie de circulation sur laquelle circule le véhicule V, et le mode de roulage qui a été sélectionné pour le véhicule V.

On a schématiquement illustré sur le diagramme à parties haute et basse de la figure 2 un exemple d'évolution temporelle de différents paramètres du véhicule V pendant une phase de roulage. Plus précisément, dans la partie haute le diagramme comprend une courbe d d'évolution temporelle de la consigne de couple du moteur thermique MT d'un véhicule V, une courbe c2 d'évolution temporelle du couple requis au sein de ce véhicule V, et une courbe c3 d'évolution temporelle de la consigne de couple de la seconde machine motrice MM2 de ce véhicule V. Dans la partie basse le diagramme comprend une courbe c4 d'évolution temporelle de la variable (binaire) de couplage de la première machine motrice MM1 du véhicule V.

Entre les instants tO et t1 , le couple requis c2 (et donc la volonté d'agir du conducteur) est décroissant mais positif. La consigne de couple cp M T du moteur thermique MT est donc non nulle, et par conséquent on injecte du carburant dans le moteur thermique MT. En parallèle, la consigne de couple c3 de la seconde machine motrice MM2 est égale au couple de prélèvement minimum cprmin M M2 (qui est ici choisi non nul). De même, la variable de couplage c4 est à la valeur 0 car la première machine motrice MM1 n'a pas de raison d'être couplée au train arrière TR.

Entre les instants t1 (exclus) et t2 (exclus), le couple requis c2 (et donc la volonté d'agir du conducteur) est décroissant et négatif. Le moteur thermique MT étant toujours en fonctionnement (du fait que sa consigne de couple CPMT est non nulle), le dispositif DA commence à effectuer des comparaisons entre le couple requis c2 et (ici) la somme du premier seuil s1 et du premier couple de confirmation cc1 et la somme du second seuil s2 et du second couple de confirmation cc2. Dans cet intervalle de temps t1 -t2, le couple requis c2 demeure supérieur à la somme du premier seuil s1 et du premier couple de confirmation cc1 . Par conséquent, la variable de couplage c4 demeure à la valeur 0 car la première machine motrice MM1 n'a pas de raison d'être couplée au train arrière TR.

On notera que dans l'exemple illustré non limitativement sur la figure 2 les premier cc1 et second cc2 couples de confirmation sont positifs. Mais ils pourraient être négatifs ou nuls.

A l'instant t2, le couple requis c2 (et donc la volonté d'agir du conducteur) devient égal au second seuil s2. Par conséquent, la consigne de couple CPMT du moteur thermique MT devient égale à zéro (0), et donc on cesse d'injecter du carburant dans ce moteur thermique MT.

Entre les instants t2 (inclus) et t3 (exclus), le couple requis c2 (et donc la volonté d'agir du conducteur) demeure toujours négatif et décroissant mais supérieur à la somme du premier seuil s1 et du premier couple de confirmation cc1 , et donc la consigne de couple c3 de la seconde machine motrice MM2 se met à croître négativement pour suivre la volonté du conducteur. La seconde machine motrice MM2 va donc prélever du couple de façon plus importante.

Entre les instants t3 (inclus) et t4 (inclus), le couple requis c2 (et donc la volonté d'agir du conducteur) est toujours négatif et décroissant mais il est désormais inférieur à la somme du premier seuil s1 et du premier couple de confirmation cc1 . Il existe donc un besoin de couplage de la première machine motrice MM1 . Cependant, on attend ici pendant une première durée d1 avant de décider de l'opportunité de procéder au couplage de la première machine motrice MM1 . L'objectif est en effet d'éviter un changement de volonté du conducteur. Par conséquent, la variable de couplage c4 demeure à la valeur 0.

A l'instant t4 (égal à t3 + d1 ), si le couple requis c2 est toujours inférieur à la somme du premier seuil s1 et du premier couple de confirmation cc1 et/ou si la première intégrale 11 de la courbe du couple requis c2 sur la première durée d1 est supérieure à une première valeur v1 , on (le dispositif DA) ordonne le couplage de la première machine motrice MM1 . On considère en effet que l'opportunité de procéder au couplage de la première machine motrice MM1 est confirmée, et on a profité pleinement du potentiel de récupération de couple de la seconde machine motrice MM2. Par conséquent, la variable de couplage c4 devient égale à la valeur 1 pour requérir un couplage immédiat. La première machine motrice MM1 va alors commencer à récupérer du couple.

Entre les instants t4 (inclus) et t5 (inclus), le couple requis c2 (et donc la volonté d'agir du conducteur) continue de décroître et donc demeure inférieur au premier seuil s1 . Par conséquent, la variable de couplage c4 demeure égale à la valeur 1 pour maintenir le couplage de la première machine motrice MM1 afin de lui permettre de récupérer du couple.

Entre les instants t5 (exclus) et t6 (exclus), le couple requis c2 (et donc la volonté d'agir du conducteur) recommence à croître, mais il demeure négatif et inférieur au second seuil s2. Par conséquent, la variable de couplage c4 demeure égale à la valeur 1 pour maintenir le couplage de la première machine motrice MM1 et lui permettre de récupérer du couple.

A l'instant t6, le couple requis c2 (et donc la volonté d'agir du conducteur) redevient égal au second seuil s2. Par conséquent, on décide de recommencer à injecter du carburant dans le moteur thermique MT en faisant croître sa consigne de couple cp M T, alors que dans le même temps la consigne de couple c3 de la seconde machine motrice MM2 redevient égale au couple de prélèvement minimum cprmin M M2-

Entre les instants t6 (exclus) et t7 (exclus), le couple requis c2 (et donc la volonté d'agir du conducteur) continue de croître, mais il demeure négatif et inférieur à la somme du second seuil s2 et du second couple de confirmation cc2. Par conséquent, la variable de couplage c4 demeure égale à la valeur 1 pour maintenir le couplage de la première machine motrice MM1 afin de lui permettre de récupérer du couple.

A l'instant t7, le couple requis c2 (et donc la volonté d'agir du conducteur) redevient égal à la somme du second seuil s2 et du second couple de confirmation cc2. Par conséquent, il devient possible de découpler la première machine motrice MM1 . Cependant, on attend ici pendant une seconde durée d2 avant de décider de l'opportunité de procéder au découplage de la première machine motrice MM1 . L'objectif est en effet d'éviter un changement de volonté du conducteur. Par conséquent, la variable de couplage c4 demeure à la valeur 1 .

A l'instant t8 (égal à t7 + d2), si le couple requis c2 est toujours supérieur à la somme du second seuil s2 et du second couple de confirmation cc2 et/ou si la seconde intégrale 12 de la courbe du couple requis c2 sur la seconde durée d2 est supérieure à une seconde valeur v2, on (le dispositif DA) ordonne le découplage de la première machine motrice MM1 . On considère en effet que l'opportunité de procéder au découplage de la première machine motrice MM1 est confirmée, et on a profité pleinement de son potentiel de récupération de couple. Par conséquent, la variable de couplage c4 redevient égale à la valeur 0 pour requérir un découplage immédiat. La première machine motrice MM1 cesse alors de récupérer du couple.