TITRE : Procédé d’optimisation du gradient temporel de montée en pression dans un système d’injection d’un véhicule automobile hybride Domaine technique

La présente invention se rapporte de manière générale aux systèmes d’injection de moteurs thermiques de véhicules automobiles hybrides. Elle concerne plus particulièrement un procédé d’optimisation du gradient temporel de montée en pression dans le système d’injection d’un tel véhicule automobile. L'invention trouve des applications, en particulier, dans les véhicules automobiles hybrides diesel dans lesquels le système d’injection du moteur diesel comprend une chambre commune d’alimentation qui alimente en carburant sous pression l’ensemble des injecteurs de carburant.

Etat de la technique antérieure

Les véhicules automobiles hybrides connaissent une popularité grandissante en raison des économies d’énergie qu’ils permettent de réaliser comparativement aux véhicules automobiles équipés uniquement d’un moteur thermique. En particulier, dans de tels véhicules hybrides, une machine électrique peut contribuer à générer le couple moteur qui permet d’entraîner le véhicule, en complément du moteur thermique. Cette configuration permet donc de réduire la consommation en carburant du véhicule et, par conséquent, de réduire la pollution générée par ledit véhicule lorsqu’il est en fonctionnement. Elle trouve notamment une application particulièrement utile dans les véhicules automobiles (hybrides ou non) équipés d’un moteur thermique à injection directe, que ce soit de l’injection d’essence (i.e. les moteurs dits « moteurs à allumage commandé ») ou de l’injection de gazole (i.e. les moteurs dits « moteurs diesel »). Dans les deux cas, le moteur comporte un système d’injection directe avec une chambre commune d’alimentation, et son fonctionnement est connu pour entraîner l’émission de rejets polluants sous la forme de gaz et/ou de particules fines, que l’on cherche à réduire.

La chambre commune d’alimentation, aussi désignée en anglais par les termes « common rail », est une chambre fermée qui constitue un volume tampon dans lequel est stocké temporairement le carburant extrait du réservoir du véhicule mis sous pression par une pompe haute pression du système d’injection. En outre, lorsqu’un tel moteur thermique fonctionne, la chambre commune d’alimentation se remplit de carburant sous pression fourni par la pompe haute pression et se vide à chaque ouverture d’un des injecteurs du système d’injection, de manière cyclique. La chambre joue alors le rôle de volume tampon en amortissant les fluctuations de pression liées aux différentes injections. Finalement, le carburant sous pression extrait de la chambre est donc pulvérisé, par un ou plusieurs injecteurs à tours de rôle, dans une chambre de combustion où s’opère la conversion de l’énergie thermique en énergie mécanique, c’est-à-dire la génération du couple moteur.

Concrètement, lorsque le conducteur d’un tel véhicule automobile requiert, sous la forme d’une commande d’accélération, un couple moteur déterminé, un calculateur du véhicule automobile détermine les paramètres de combustion adaptés pour que le moteur thermique génère le couple moteur requis. En particulier, le calculateur détermine la quantité de carburant à injecter en fonction du temps, d’une part, et la pression de carburant dans la chambre de combustion nécessaire à un fonctionnement optimal du système d’injection de carburant, d’autre part. Le calculateur peut ensuite commander la pompe haute pression et les injecteurs du système d’injection en fonction des valeurs ainsi déterminées.

En outre, à l’accélération, la pompe haute pression doit fournir un débit de carburant à la chambre commune d’alimentation qui est adapté à la fois pour permettre l’injection de la quantité requise de carburant en fonction du temps et pour permettre la montée en pression du carburant, dans la chambre d’alimentation, selon un gradient temporel souhaité. En effet, même si le couple moteur que peut générer un tel moteur thermique, et en particulier un moteur diesel, dépend essentiellement, de manière linéaire de la quantité de carburant injecté en fonction du temps, la vitesse à laquelle la montée en pression s’effectue dans la chambre commune d’alimentation impacte significativement les performances du système d’injection à l’accélération. En particulier, il est connu que, si le gradient temporel de montée en pression du carburant dans la chambre commune d’alimentation n’est pas assez élevé au regard d’une commande d’accélération donnée, le système d’injection tend à émettre une fumée polluante. En d’autres termes, une montée en pression trop lente dans la chambre commune d’alimentation en carburant du système d’injection entraîne une augmentation des émissions polluantes.

Les approches envisagées jusqu’ici pour augmenter le gradient temporel de montée en pression dans la chambre commune d’alimentation impliquent toutes une ou plusieurs modifications du système d’injection. Par exemple, l’une de ces approches connues consiste à utiliser une pompe haute pression de plus grande capacité et donc capable de faire monter en pression le carburant plus rapidement. Une autre approche consiste à réduire le volume de la chambre commune d’alimentation et par conséquent, à permettre une montée en pression plus rapide pour un débit équivalent généré par la pompe haute pression. Une autre approche encore consiste à limiter les conditions dans lesquelles les équipements du système d’injection, et en particulier la pompe haute pression, peuvent être utilisés. En effet, les performances de la pompe haute pression, et donc le gradient temporel maximum de montée en pression qu’elle est capable de générer, sont liés à ces conditions. Typiquement, la température ou la durée d’utilisation de la pompe depuis son installation influent sur ses performances. En d’autres termes, le fait de limiter les conditions d’utilisation de la pompe haute pression permet d’atteindre un niveau de performance donné, et donc générer le gradient temporel de montée en pression souhaité. Enfin, une dernière approche connue consiste à modifier le rapport du système d’entraînement de la pompe. Cette approche concerne en particulier le cas d’une pompe entraînée par une courroie ou une chaîne, dans le cadre, par exemple, d’équipements entraînés par une courroie d’accessoires. La modification du rapport de taille entre l’arbre qui entraîne la courroie et celui qui permet le fonctionnement de la pompe entraîne une vitesse d’opération de la pompe plus élevée et donc un gradient de montée en pression qui est lui aussi plus élevé.

Toutes les approches décrites plus haut présentent des inconvénients liés, en particulier, au fait qu’elles impliquent des modifications du système d’injection. Par exemple, une augmentation de la capacité de la pompe entraîne, outre un coût plus élevé de cet équipement, une modification du dimensionnement de la distribution du moteur thermique afin de pouvoir transmettre un couple plus élevé à la pompe. En outre, le couple moteur maximum que le moteur peut générer peut alors dépasser une valeur limite réalisable ou souhaitée. Dans un autre exemple, la diminution du volume de la chambre commune d’alimentation réduit la capacité de cette dernière à agir comme volume tampon. Dit autrement, la pression dans la chambre commune d’alimentation peut chuter trop rapidement consécutivement à une demande d’injection, ce qui peut dégrader les performances du système dans son ensemble. Dans tous les cas, les modifications du système d’injection requises par ces approches limitent ou réduisent ses performances et introduisent un surcoût par rapport à un système d’injection standard.

Exposé de l’invention

L'invention vise à atténuer les inconvénients de l’art antérieur précités en proposant un procédé permettant d’augmenter le gradient temporel de montée en pression qui peut être atteint dans la chambre commune d’alimentation du moteur thermique, par exemple un moteur diesel, d’un véhicule hybride sans impliquer aucune modification du système d’injection de carburant lui-même. Le procédé utilise à cette fin l’énergie mécanique générée par la machine électrique du véhicule automobile hybride pour réduire l’énergie mécanique que doit produire le moteur thermique afin de générer un couple moteur déterminé en réponse à une commande d’accélération donnée. Cela permet, en réduisant la quantité de carburant qui doit être injectée pour produire le couple moteur déterminé, d’augmenter le gradient de montée en pression dans la chambre commune d’alimentation. En outre, l’application du procédé n’implique pas de coût élevé et permet de conserver un système d’injection avec des performances constantes.

A cet effet, un premier aspect de l’invention propose un procédé d’optimisation du gradient temporel de montée en pression dans un système d’injection de carburant d’un véhicule automobile hybride, ledit véhicule automobile hybride comprenant un moteur thermique et une machine électrique adaptés pour générer chacun un couple moteur déterminé, ledit moteur thermique comprenant un système d’injection avec une pompe haute pression, un circuit d’alimentation, une chambre commune d’alimentation en carburant sous pression et une pluralité d’injecteurs alimentés par le carburant sous pression dans la chambre commune, ledit procédé comprenant les étapes suivantes, exécutées par une unité de commande du véhicule automobile hybride en réponse à une première consigne de gradient temporel de montée en pression du carburant dans la chambre commune d’alimentation en carburant qui est représentative d’une requête d’accélération déterminée du véhicule : a) comparaison de la consigne de gradient temporel avec une valeur seuil déterminée correspondant à la capacité maximum théorique de génération d’un gradient temporel de montée en pression par action du moteur thermique sur la pompe haute pression , et, si la première consigne de gradient temporel est supérieure à la valeur seuil déterminée, b) détermination d’une valeur de couple moteur complémentaire à générer par la machine électrique pour permettre à la pompe haute pression de générer un gradient temporel de montée en pression conforme à la première consigne de gradient temporel par action du moteur thermique sur la pompe haute pression ; c) détermination d’une première consigne de couple moteur, pour la commande de la machine électrique, sur la base d’une valeur maximum de couple moteur que ladite machine électrique peut produire, d’une part, et de la valeur de couple moteur complémentaire, d’autre part ; d) transmission à une unité de commande de la machine électrique, d’une requête de couple moteur sur la base de la première consigne de couple moteur ; e) détermination d’une seconde consigne de couple moteur, pour la commande du moteur thermique, sur la base du couple moteur requis associé à la commande d’accélération déterminée d’une part, et de la première consigne de couple moteur, d’autre part ; f) détermination de paramètres de combustion adaptés pour causer la génération par le moteur thermique d’un couple moteur basé la seconde consigne de couple moteur ; g) détermination d’une valeur disponible de gradient temporel de montée en pression associée à la seconde consigne de couple moteur ; et, h) détermination, d’une seconde consigne de gradient temporel de montée en pression sur la base de la valeur disponible de gradient temporel de montée en pression, d’une valeur théorique maximum de gradient temporel de montée en pression, et de la première consigne de gradient temporel de montée en pression.

Des modes de mise en œuvre pris isolément ou en combinaison, prévoient en outre que :

- le moteur thermique du véhicule automobile hybride peut être un moteur diesel ;

- le véhicule automobile hybride peut utiliser une architecture PO ;

- la machine électrique peut être dans une configuration « mild hybrid 48V » ;

- la valeur seuil déterminée correspondant à la capacité maximum théorique de génération d’un gradient temporel de montée en pression par la pompe haute pression peut être fonction de paramètres de fonctionnement du système d’injection, tels que, de préférence, la température du carburant dans le système d’injection et le kilométrage parcouru par le véhicule depuis l’installation de la pompe haute pression ;

- la première consigne de couple moteur, déterminée lors de l’étape c), peut être égale au minimum de la valeur maximum de couple moteur que la machine électrique peut produire et de la valeur de couple moteur complémentaire ;

- la seconde consigne de couple moteur, déterminée lors de l’étape e), peut être égale à la différence entre la valeur du couple moteur requis associé à la commande d’accélération déterminée et la première consigne de couple moteur ; et/ou,

- la seconde consigne de gradient temporel de montée en pression, déterminée lors de l’étape h), peut être égale au minimum de la valeur disponible de gradient temporel de montée en pression, de la valeur théorique maximum de gradient temporel de montée en pression et de la première consigne du gradient temporel de montée en pression.

Dans un deuxième aspect, l’invention a également pour objet un calculateur de gestion d’un moteur d’un véhicule automobile hybride comprenant des moyens adaptés pour exécuter toutes les étapes du procédé selon le premier aspect ci-dessus.

Dans un troisième aspect, l’invention a également pour objet un système d’injection de carburant pour un véhicule automobile hybride, ledit véhicule automobile hybride comprenant un moteur thermique et une machine électrique respectivement adaptés pour générer chacun un couple moteur déterminé, ledit système d’injection comprenant une pompe haute pression, un circuit d’alimentation, une chambre commune d’alimentation, une pluralité d’injecteurs alimentés par le carburant sous pression dans la chambre commune, et une unité de commande comprenant des moyens adaptés pour exécuter toutes les étapes du procédé selon le premier aspect ci-dessus.

Description des dessins

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :

[Fig. 1] est une représentation schématique d’un véhicule automobile hybride dans lequel le procédé selon l’invention peut être mise en œuvre ;

[Fig. 2] est une représentation schématique d’un mode de réalisation d’un système d’injection de moteur thermique de véhicule automobile hybride dans lequel le procédé selon l’invention peut être mis en œuvre ;

[Fig. 3] est un diagramme d’étapes d’un mode de mise en œuvre du procédé selon l’invention ; et,

[Fig. 4] est un graphe illustrant la mise en œuvre du procédé selon l’invention.

Description des modes de réalisation

Dans la description de modes de réalisation qui va suivre et dans les figures des dessins annexés, les mêmes éléments ou des éléments similaires portent les mêmes références numériques aux dessins.

La figure 1 montre une description schématique d’un véhicule automobile hybride dans lequel le procédé selon l’invention peut être mise en œuvre. Un tel véhicule automobile hybride est conforme à l’état de l’art et ne nécessite aucune modification pour permettre l’application du procédé selon l’invention.

Dans l’exemple représenté, le moteur thermique 103 et la machine électrique 105 sont adaptés pour générer un couple moteur qui permet de mettre en mouvement le véhicule automobile hybride 101. En particulier, le couple moteur généré permet l’entraînement en rotation des roues avant 102a et 102d du véhicule automobile hybride 101 par l’intermédiaire, entres-autres, de l’embrayage et de la transmission 106. La direction de déplacement du véhicule en marche avant est symbolisée par la flèche 109. L’ensemble moteur thermique et machine électrique peut être utilisé dans différentes configurations. Par exemple, dans une configuration particulière, la machine électrique peut être utilisée en mode moteur pour générer seule le couple moteur de traction du véhicule qui permet l’entraînement des roues. Dans une autre configuration, la machine électrique peut être utilisée en mode alternateur pour charger la batterie 108 par l’intermédiaire d’un système d’électronique de puissance 107 en utilisant une partie de l’énergie mécanique produite par le moteur thermique. Dans une autre configuration encore elle peut être utilisée en mode générateur de courant pour récupérer une partie de l’énergie cinétique du véhicule lors d’une phase de freinage du véhicule, en générant un couple résistant appliqué à la transmission directement ou indirectement au vilebrequin du moteur thermique.

Dans un mode de réalisation particulier, le moteur thermique est un moteur diesel. Toutefois, l’homme du métier appréciera que l’invention s’applique aussi à un moteur à essence dans la mesure où le système d’injection directe de carburant dudit moteur thermique est conforme à celui décrit plus loin en référence à la figure 2.

De manière connue en soi de l’Homme du métier, il existe plusieurs types d’architectures de l’ensemble formé par le moteur thermique et la machine électrique. Classiquement, ces architectures sont notées PO à P5 en fonction de l’emplacement exact de la machine électrique dans la chaîne de traction du véhicule ou dans la (ou les) chaîne(s) cinétiques d’entraînement des différents accessoires du moteur. En outre, dans le mode de réalisation particulier représenté à la figure 1, le véhicule automobile hybride utilise l’architecture PO. Dans cette architecture, la machine électrique 105 est connectée au moteur thermique 103 par l’intermédiaire de la courroie d’accessoire 110. Avantageusement, cette architecture permet une intégration facile et peu coûteuse de la machine électrique dans un véhicule automobile. En particulier, cette intégration entraîne très peu de modifications par rapport à l’architecture classique d’un véhicule automobile avec un moteur thermique puisque la machine électrique peut simplement remplacer l’alternateur au niveau de la courroie d’accessoire.

En outre, dans un mode de réalisation particulier, la machine électrique est dans une configuration dite « mild hybrid 48V ». Dans une telle configuration, la machine électrique est implantée selon une architecture PO. Il s’agit d’un alterno-démarreur 48 volts qui peut être utilisé pour charger la batterie et pour fournir du couple moteur jusqu’à plusieurs dizaines de kW, selon son mode de commande. Avantageusement, cette configuration est très économe et implique un montage très simple.

La figure 2 montre une représentation schématique d’un mode de réalisation d’un système d’injection de moteur thermique de véhicule automobile hybride dans lequel le procédé selon l’invention peut être mis en œuvre. Avantageusement, le système d’injection de carburant 212 représenté est, d’un point de vue structurel, conforme à l’art antérieur. Dit autrement, la mise en œuvre du procédé de l’invention ne nécessite pas de modification du système d’injection, ainsi que l’homme du métier pourra l’apprécier.

Dans l’exemple représenté, le carburant 211, extrait du réservoir 210, est mis sous pression par une pompe haute pression 209. Le carburant sous haute pression circule à travers un circuit d’alimentation 208. Une chambre commune d’alimentation 202, aussi appelée rail commun, stocke le carburant sous pression et dessert en carburant sous pression l’ensemble des injecteurs 204, 205, 206 et 207 du moteur. L’homme du métier appréciera que le nombre d’injecteurs d’un tel système n’est pas nécessairement limité à quatre comme dans l’exemple représenté, mais qu’il peut être égal à tout nombre adapté pour permettre le bon fonctionnement d’un moteur thermique équipé du système d’injection en question, en fonction notamment du nombre de cylindres (chambres de combustion) du moteur.

Additionnellement, un capteur de pression 202 permet de mesurer la pression du fluide à l’intérieur de la chambre commune d’alimentation 208. Enfin, l’unité de commande 201 pilote l’ensemble du système d’injection en commandant la pompe et les injecteurs, notamment. En outre, l’unité de commande 201 est adaptée pour exécuter les étapes du procédé selon des mises en œuvre de l’invention qui seront décrites plus loin en référence à la figure 3. Par exemple, dans un mode de réalisation particulier, l’unité de commande 201 est un calculateur de gestion du moteur aussi appelé ECU (de l’anglais « Engine Control Unit »).

La figure 3 montre un diagramme d’étapes d’un mode de mise en œuvre du procédé selon l’invention. La description de ces étapes est donnée ci-après en référence également, en tant que de besoin, aux courbes (A), (B) et (C) de la figure 4 dans lesquelles :

- la courbe (A) illustre, en fonction du temps t, la requête d’accélération du véhicule exercée par le conducteur, par exemple via une pédale d’accélération ou tout dispositif similaire ou équivalent comme une manette ou un bouton de commande ; cette requête du conducteur est notée « Driver_Req » sur la courbe (A) ; elle peut par exemple être exprimée en pourcentage (%), la valeur nulle (0 %) correspondant à l’absence de demande d’accélération (pied du conducteur relevé de la pédale d’accélération), et la valeur 100% correspondant à une demande d’accélération maximale (pied du conducteur appuyant à fond sur la pédale d’accélération), par exemple ;

- la courbe (B) illustre l’évolution de la pression « Prail » (par exemple en bars) dans la chambre commune d’alimentation ; sur cette courbe, on note tsegment la période entre deux injections de carburant dans la chambre commune, cette période dépendant de la vitesse de rotation du moteur exprimée en tours par minute (tr/mn) ou en « rpm » (de l’anglais « round per minute ») ; plus particulièrement, la courbe en traits discontinus (pointillés) représente l’évolution de la pression dans la chambre commune d’alimentation en l’absence de mise en œuvre de l’invention (donc avec le moteur thermique seul), alors que la courbe en traits continus représente l’évolution de la pression dans la chambre commune d’alimentation avec mise en œuvre de l’invention (donc avec à la fois le moteur thermique et la machine électrique) ;

- la courbe (C) illustre la requête d’injection de carburant « Fuel_Req », en fonction du temps, dans la chambre commune ; elle peut être exprimé en nombre de milligramme (mg) de carburant par segment d’injection ; plus particulièrement, la courbe en traits discontinus (pointillés) représente l’évolution de la requête d’injection de carburant dans la chambre commune d’alimentation en l’absence de mise en œuvre de l’invention, alors que la courbe en traits continus représente l’évolution de la requête d’injection de carburant dans la chambre commune d’alimentation avec mise en œuvre de l’invention.

Pour rappel, les étapes du procédé sont exécutées par une unité de commande d’un véhicule automobile hybride, équipé d’un moteur thermique à injection directe, qui est par exemple un moteur diesel, ainsi que d’une machine électrique comme un moteur électrique de traction ou un alterno-démarreur.

Le procédé est initié par une action par le conducteur du véhicule sur les commandes du véhicule, générée durant une phase de conduite déterminée. Par exemple, à un instant tO donné, le conducteur appuie sur la pédale d’accélération plus ou moins fort pour requérir une accélération plus ou moins grande du véhicule. Cette requête du conducteur « Driver_Req » est représentée par la courbe (A) de la figure 4. En outre, à une telle requête d’accélération sont associés à la fois un couple moteur requis et un gradient temporel de montée en pression requis, qui sont prédéfinis et qui peuvent être lus, par exemple dans une table de valeurs préenregistrée qui est stockée, par exemple, dans une mémoire de l’unité de commande. Ainsi, l’unité de commande peut déterminer en temps réel les consignes de couple moteur et de gradient temporel de montée en pression, respectivement, qui sont représentatives de la requête d’accélération en question. Par exemple, la pression dans la chambre commune d’alimentation doit atteindre environ 200 bars lorsque le moteur thermique, en l’occurrence un moteur diesel dans l’exemple considéré, fonctionne au ralenti ; et elle peut devoir atteindre jusqu’à 2500 bars environ, lorsque ce moteur thermique est à pleine charge. L’homme du métier appréciera que, pour un moteur à essence (i.e., à allumage commandé), ces valeurs sont plus faibles. Dans tous les cas, toutefois, le gradient temporel effectif (i.e., effectivement constaté) de montée en pression dépend des consignes émises, mais aussi des capacités intrinsèques du système à répondre à ces consignes et notamment de la limite desdites capacités intrinsèques.

C’est pourquoi l’étape 301 du procédé comprend la comparaison de la consigne de gradient temporel associée à la commande d’accélération déterminée, avec une valeur seuil déterminée THD. Ce seuil THD correspond par exemple à la capacité maximum théorique de génération d’un gradient temporel de montée en pression par la pompe haute pression 209 sous l’action du moteur thermique 103 (via une courroie d’accessoires qui relie l’arbre de la pompe haute pression au vilebrequin du moteur thermique, par exemple). Cette étape 301 permet de vérifier si le système d’injection, compte tenu en particulier des caractéristiques intrinsèques de la pompe haute pression 209, a la capacité suffisante pour générer un gradient temporel de montée en pression conforme à la consigne. Ainsi, les étapes suivantes du procédé ne sont exécutées que si la consigne du gradient temporel de montée en pression est supérieure à la valeur seuil déterminée (cas « 1 » tel qu’illustré illustré sur le diagramme d’étapes de la figure 3). Dans le cas contraire (cas « 0 » à la figure 3), la mise en œuvre du procédé n’est pas utile, et n’est donc pas effectuée. Symboliquement, à la figure 3 l’étape 301 boucle sur elle-même afin d’illustrer ce second cas.

En outre, dans un mode de mise en œuvre particulier du procédé, la valeur seuil déterminée THD qui correspond à la capacité maximum théorique de génération d’un gradient temporel de montée en pression par la pompe haute pression est une fonction de paramètres de fonctionnement du système d’injection. Ces paramètres comprennent, par exemple, la température du carburant dans le système d’injection et le kilométrage parcouru par le véhicule depuis l’installation de la pompe haute pression qui est en service dans le véhicule, afin de tenir compte de l’évolution de ses caractéristiques opérationnelles en fonction du vieillissement (ou « aging » en anglais). Ceci procure de meilleurs résultats à la mise en œuvre du procédé. En effet, de manière connue en soi, les performances de la pompe haute pression varient en fonction de ces paramètres. Par exemple, le gradient temporel maximal de montée en pression que peut générer la pompe haute pression diminue au fur et à mesure, du fait de l’usure progressive de ladite pompe avec le temps. Ainsi, l’homme du métier saura adapter la valeur seuil THD pour tenir compte de la capacité réelle de génération d’un gradient temporel de montée en pression par la pompe haute pression du système d’injection à un instant donné.

L’étape 302 comprend la détermination d’une valeur de couple moteur complémentaire à générer par la machine électrique, selon le principe que le couple apporté par la machine électrique permettra de réduire d’autant le couple demandé au moteur thermique, et donc la quantité de carburant « Fuel_Req » qui doit être injectée pour produire ce couple moteur ; cette économie de carburant permet à la pompe haute pression de générer un gradient temporel de montée en pression plus élevé, qui peut être conforme à la consigne de gradient temporel, par action combinée du moteur thermique et de la machine électrique sur la pompe haute pression, en dépit de la limite des capacités intrinsèques du système d’injection. En particulier, la valeur ainsi déterminée peut être fonction de la différence entre la consigne de gradient temporel de montée en pression et la valeur seuil THD qui reflète la valeur maximum de gradient temporel que la pompe haute pression peut effectivement générer lorsqu’elle fournit la quantité de carburant « Fuel_Req » nécessaire à la génération du couple requis, par l’action du moteur thermique seulement.

Les courbes (B) et (C) de la figure 4 illustrent l’effet technique sous-jacent.

En effet, considérons tout d’abord la situation conforme à l’art antérieur dans laquelle le moteur thermique seul est utilisé pour répondre à la requête d’accélération Driver_Req représenté par la courbe (A) de la figure 4. Le gradient de pression maximum DP_1 que peut fournir la pompe correspond à la pente de la courbe (B) en traits discontinus (on considère que DP_1 correspond à la pente moyenne de cette courbe, i.e., la pente d’une droite, afin de lisser l’effet des temps d’injection respectivement espacés de la durée tsegment qui produisent une certaine oscillation de la valeur de la pression Prail dans la chambre commune d’alimentation autour de ladite droite).

Dans un exemple, DP_1 peut être égale à 1500 bars/s, soit 15 bar/segment à 3000 tr/min). La quantité de carburant que doit fournir la pompe (en plus d’assurer la quantité injectée de base) pour assurer ce gradient est donnée par l’expression suivante :

DV_1 = DP_1 x VolHP / Emodule, où :

- VolHP désigne le volume du circuit haute pression (chambre commune et tubes), par exemple égal à 20 ml ; et

- Emodule désigne le module d’élasticité du carburant concerné, par exemple 29123 bars pour du diesel à 2000 bars à 40°C.

Soit, dans l’exemple considéré ici, DV_1 = 0.0103 ml.

Considérons maintenant la situation conforme à des modes de mise en œuvre de l’invention, dans laquelle non seulement le moteur thermique mais aussi la machine électrique sont utilisés pour répondre à la requête d’accélération Driver_Req représenté par la courbe (A) de la figure 4. Cette utilisation combinée du moteur thermique et de la machine électrique permet d’atteindre le gradient de pression DP_2 souhaité, en dépit de la limite des capacités intrinsèques du système d’injection.

Dans l’exemple, DP_2 est égal à 2000 bars/s, soit 20 bar/segment à 3000 tr/mn. La quantité de carburant que doit fournir la pompe pour assurer ce gradient est donnée par l’expression suivante :

DV 2 = DP 2 x VolHP / Emodule. Soit dans l’exemple considéré ici, DV_2 = 0.01373 ml.

Pour obtenir ce résultat, l’invention propose de réduire la quantité injectée initiale MF_1 à une quantité inférieure MF_2, comme représenté par la courbe (C) de la figure 4. Plus particulièrement, la quantité injectée initiale MF_1 doit être réduite de la quantité donnée par l’expression suivante :

(DV_2 - DV_1) x d, où :

- d désigne la densité du carburant considéré, par exemple d = 907 mg/ml pour du diesel à 40°C.

Soit, dans l’exemple considéré ici :

- MF_1 = 40 mg/segment ; et,

- MF_2 = MF_1 - (0.01373 - 0.0103) x 907 mg/ml = 36.9 mg/segment.

Le couple fourni par le moteur thermique sera réduit sachant que, par exemple, pour un diesel, 1 mg fournit environ 6 Nm. C’est cette diminution de couple qui est compensée par la machine électrique. Dans l'exemple considéré ici, le couple de substitution que doit ainsi fournir la machine électrique est égal à (40 - 36.9) x 6 = 18.7 Nm.

Lors de l’étape 303, l’unité de commande détermine une première consigne de couple moteur, pour la commande de la machine électrique, sur la base de la valeur maximum de couple moteur que ladite machine électrique peut produire, d’une part, et de la valeur de couple moteur complémentaire, d’autre part. Cette valeur doit servir, par la suite, de consigne adressée à la machine électrique pour qu’elle produise un couple moteur qui permettra au moteur thermique de réduire le couple moteur qu’il doit générer tout en conservant un couple moteur cumulé (du moteur thermique et de la machine électrique) qui permet de répondre à la requête d’accélération initiale.

On notera que, en soi, le fait de solliciter une machine électrique pour générer une contribution à un couple moteur total qui permet de diminuer le couple moteur à produire par le moteur thermique, est connu dans l’art antérieur. Toutefois, l’invention ne se limite pas cela, puisqu’elle consiste à piloter la consigne de gradient temporel de la montée en pression dans la chambre commune d’alimentation, notamment en redéfinissant cette consigne dès lors que la machine électrique entre en action.

En outre, dans un mode de mise en œuvre particulier du procédé, cette première consigne de couple moteur est égale au minimum de la valeur maximum de couple moteur que la machine électrique peut produire, d’une part, et de la valeur de couple moteur complémentaire, d’autre part. L’étape 304 comprend la transmission, à une unité de commande de la machine électrique, d’une requête de couple moteur égale à la première consigne de couple moteur. C’est ce couple moteur qui, une fois additionné à un couple moteur généré par le moteur thermique, permet de fournir le couple moteur requis associé à la commande d’accélération d’un conducteur du véhicule automobile hybride. Avantageusement, la part de couple moteur qui peut être prise en charge par la machine électrique permet de réduire la quantité de carburant que le système d’injection du moteur thermique doit injecter et par conséquent, de générer un gradient temporel de montée en pression dans la chambre commune d’alimentation plus élevé. En outre, cette part est déterminée en tenant compte des capacités respectives réelles du moteur thermique et de la machine électrique.

L’étape 305 consiste en la détermination d’une seconde consigne de couple moteur sur la base du couple moteur requis associé à la commande d’accélération déterminée et de la première consigne de couple moteur. Dans la mesure où la machine électrique peut générer une partie du couple moteur total, la seconde valeur consigne de couple moteur ainsi déterminée est inférieure à la consigne de couple moteur associée à la commande d’accélération déterminée.

En particulier, dans un mode de mise en œuvre particulier du procédé, cette seconde consigne de couple moteur peut être égale à la différence entre la valeur du couple moteur requis associé à la commande d’accélération déterminée et la première consigne de couple moteur telle que définie dans l’exemple d’implémentation de l’étape 304 donné ci-dessus, à savoir définie comme le minimum de la valeur maximum de couple moteur que la machine électrique peut produire et de la valeur de couple moteur complémentaire. D’autres formes de réalisation sont toutefois possibles, dans lesquelles les contributions respectives au couple moteur total apportées par la machine électrique et par le moteur thermique peuvent être pondérées de différentes manières, en fonction des spécificités propres à chaque application, ce qui a pour effet de diminuer la quantité de carburant sous pression consommée depuis ladite chambre.

L’étape 306 consiste en la détermination de paramètres de combustion adaptés pour permettre au moteur thermique de générer un couple moteur correspondant à la seconde valeur consigne de couple moteur. Par exemple, ces paramètres de combustion sont la quantité de carburant injecté en fonction du temps, la pression dans la chambre commune d’alimentation. L’homme du métier saura déterminer, sur la base d’une valeur consigne de couple moteur que doit générer le moteur thermique, les paramètres de combustion du système d’injection permettant de générer ladite valeur consigne. L’étape 307 la détermination d’une valeur disponible de gradient temporel de montée en pression associée à la seconde consigne de couple moteur. Par disponible on entend, le gradient temporel maximum de montée en pression que le moteur thermique peut générer en tenant compte des capacités intrinsèques du moteur thermique et de la part de couple moteur prise en charge par la machine électrique.

Enfin, l’étape 308 consiste en la détermination, d’une nouvelle consigne de gradient temporel de montée en pression sur la base de la valeur disponible de gradient temporel de montée en pression déterminée à l’étape 307 ci-dessus, d’une valeur théorique maximum de gradient temporel de montée en pression et de la première consigne de gradient temporel de montée en pression telle que déterminée initialement. Finalement, cette nouvelle consigne de gradient temporel de montée en pression remplace la première consigne de gradient temporel de montée en pression initialement associée à la commande d’accélération de l’utilisateur du véhicule automobile hybride, pour la commande du moteur thermique. Elle est donc utilisée, par l’unité de commande, pour commander le moteur thermique et obtenir un gradient temporel de montée en pression qui est optimisé en tenant compte des capacités réelles de la machine électrique.

En outre, dans un mode de mise en œuvre particulier du procédé, la seconde consigne de gradient temporel de montée en pression est égale au minimum de la valeur disponible de gradient temporel de montée en pression, de la valeur théorique maximum de gradient temporel de montée en pression et de la première consigne de gradient temporel de montée en pression. Ainsi, la seconde consigne de gradient temporel de montée en pression dépend du fait, d’une part, que le moteur thermique peut générer seul ou non un gradient temporel conforme à celui requis et, d’autre part, que la machine électrique peut compléter ou non le gradient temporel générer par le moteur thermique pour atteindre la première consigne de gradient temporel de montée en pression.

En résumé, avantageusement, dès lors que la machine électrique peut générer un couple moteur suffisant pour permettre de réduire le couple moteur généré par le moteur thermique tout en atteignant le couple moteur requis associé à la commande d’accélération, le gradient temporel de montée en pression que peut générer le moteur thermique augmente. En outre, cette augmentation permet d’atteindre une valeur qui garantit un fonctionnement optimal du système d’injection et qui permet de limiter les fumées nocives émises par le système d’injection durant les phases d’accélération du véhicule automobile hybride.

Dans les revendications, le terme "comprendre" ou "comporter" n’exclut pas d’autres éléments ou d’autres étapes. Un seul processeur ou plusieurs autres unités peuvent être utilisées pour mettre en œuvre l’invention. Les différentes caractéristiques présentées et/ou revendiquées peuvent être avantageusement combinées. Leur présence dans la description ou dans des revendications dépendantes différentes, n’excluent pas cette possibilité. Les signes de référence ne sauraient être compris comme limitant la portée de l’invention.