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WO2008050032A2 - Procede de commande du couplage d'un alternateur d'un vehicule - Google Patents

Procede de commande du couplage d'un alternateur d'un vehicule Download PDF

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WO2008050032A2
WO2008050032A2 PCT/FR2007/052147 FR2007052147W WO2008050032A2 WO 2008050032 A2 WO2008050032 A2 WO 2008050032A2 FR 2007052147 W FR2007052147 W FR 2007052147W WO 2008050032 A2 WO2008050032 A2 WO 2008050032A2
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WO
WIPO (PCT)
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alternator
engine
coupling
situations
vehicle
Prior art date
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Application number
PCT/FR2007/052147
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English (en)
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WO2008050032A3 (fr
Inventor
Nicolas Guerin
Boris Mathieu
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PSA Automobiles SA
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Peugeot Citroen Automobiles SA filed Critical Peugeot Citroen Automobiles SA
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Publication of WO2008050032A3 publication Critical patent/WO2008050032A3/fr
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Ceased legal-status Critical Current

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    • Y02T10/92—Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling the coupling or decoupling of an alternator with the crankshaft of a heat engine.
  • the rotation shaft of an alternator (rotation shaft which forms part of the alternator rotor) of a motor vehicle is provided at its end with a pulley, which is rotated with the aid of a drive belt, itself connected to a pulley secured to the crankshaft of the engine.
  • the belt drives the alternator, which generates an electric current used to recharge one or more storage devices (batteries, supercapacitors, etc.) of the vehicle and to supply different equipment consuming electrical energy.
  • Some vehicles are currently equipped with a reversible alternator that can operate as an electric motor.
  • the reversible alternator (rotor and stator) is supplied with electric current using the battery, which rotates the rotor and thus the pulley attached to the rotor shaft, which drives the belt and the crankshaft.
  • the mechanical energy provided by the alternator can be used to start the engine, for example in a system for stopping and restarting the engine automatically ("Stop & Start" system) or to provide additional torque to the engine.
  • the alternator When the electrical energy storage device (battery, supercapacitor 7) is sufficiently charged, the alternator can be cut, that is to say it no longer generates electric current. The electrical consumers of the vehicle are then fed directly by the storage member.
  • the main disadvantage of the existing systems is that the alternator is permanently connected to the crankshaft of the engine, even when the alternator does not deliver current, which generates mechanical losses related to the bearings of the alternator and its cooling system such as a fan and unnecessary wear of the alternator.
  • patent EP 0 980 479 B1 describes such a device consisting of a spring system and unidirectional clutch interposed between the shaft and the pulley of the alternator.
  • the spring and the unidirectional clutch are connected in series.
  • the spring transmits the rotational movement of the pulley to the alternator shaft, the pulley and the shaft rotating in the same direction, allowing small rotational movements of the shaft in the opposite direction to the movement of the pulley .
  • the one-way clutch allows the alternator shaft to rotate at a higher rotational speed than the pulley when the rotational speed of the crankshaft decreases.
  • this system is to prevent abrupt changes in the engine's rpm from having an effect on the alternator, which would cause the belt to slip on the alternator pulley and thus the wear or even breakage of the engine. belt.
  • the clutch is unidirectional: it allows the decoupling of the rotation shaft of the alternator with the pulley only to allow a rotational speed of the shaft greater than that of the pulley.
  • the patent application FR 2 727 902 describes a device for air conditioning a vehicle.
  • the alternator reversible
  • the air conditioning compressor is actuated by the reversible alternator operating in electric motor.
  • the decoupling of the alternator is achieved by means of a free wheel interposed between the crankshaft and the crankshaft pulley. This decoupling occurs only when the engine is stopped.
  • the patent application EP 0 441 212 A2 relates to a device for charging a battery connected to an alternator driven by the crankshaft. of a motor, using a system with two pulleys connected by a belt.
  • one of the two pulleys is of the electromagnetic type, which optimizes the charge of the battery by uncoupling the alternator of the crankshaft when the battery is charged.
  • the documents cited above allow a decoupling of the alternator with the crankshaft of the engine, they do not concern the problem of reducing fuel consumption of the engine.
  • the present invention proposes a method for reducing the consumption of the engine of a vehicle by decoupling the rotation shaft of the alternator with the crankshaft of the engine during certain operating phases.
  • the invention relates to a method of controlling the coupling of an alternator with a thermal engine of a vehicle, the alternator being intended to supply electrical power to at least one current-consuming device and storage means electrical energy, the alternator and the motor being generally coupled and the coupling being performed by a coupling / decoupling device.
  • the method consists in detecting so-called "rest" situations for which the operation of the alternator is unnecessary and, if at least one of the rest situations is detected, decoupling the alternator from the heat engine in order to reduce the energy losses. generated by the operation of the alternator.
  • the operating situations include at least one of the following circumstances in which the alternator supplies electrical power to said apparatus and / or the storage means:
  • the load of the storage means is less than a predetermined threshold; the load of the storage means is not sufficient to supply electrical energy to the apparatus (es);
  • the alternator must also be coupled in the following situations:
  • the rest situations comprise at least one of the following circumstances in which the alternator is decoupled from the engine: the vehicle is in the acceleration phase;
  • the storage means of the electrical energy are in a high charge state greater than a certain threshold; and there is a need to limit the mechanical power supplied by the heat engine.
  • the operating situations include one of the following circumstances for which the alternator is powered by the storage means and supplies mechanical energy to the heat engine:
  • the alternator can advantageously be controlled so as to modulate the power generated by the alternator.
  • FIG. 1 represents the architecture of a minimal system for the generation and storage of electrical energy of a motor vehicle
  • FIGS. 2 and 3 illustrate the operation according to the invention of a system for generating and storing electrical energy of the "microhybrid" type, the alternator being respectively coupled and decoupled from the heat engine.
  • a heat engine 10 is coupled to an alternator
  • the alternator supplies electrical power storage means 16, such as a battery or a supercapacitor (capacitor of large capacity), and various devices. 18 consumers of electrical energy, such as for example wipers and headlights of the vehicle.
  • the engine is coupled to the alternator by a drive belt system connecting two pulleys, one attached to the crankshaft of the engine and the other to the rotor shaft of the alternator. This can be controlled to adjust the control voltage as needed. It can also be reversible, that is to say, in addition to its operation as a current generator, be supplied with electric current by the energy storage means and thus operate as an electric motor providing mechanical energy.
  • the alternator is usually coupled to the engine.
  • the alternator is decoupled from the heat engine by means of the coupling / decoupling device 14 when the operation of the alternator is not useful.
  • sensors not shown
  • situations called “rest” are detected, situations for which the operation of the alternator is not useful.
  • the alternator is decoupled from the engine.
  • the alternator In quiescent situations, the alternator is cut electrically (it does not deliver any current) and it is also decoupled mechanically from the engine to limit the losses due to unnecessary drive of the rotor of the alternator. During these rest situations, the electrical devices 18 are powered by the storage means 16 of electrical energy.
  • the alternator is coupled to the motor and it delivers a current for powering the consumer electrical energy devices and possibly to recharge the electrical energy storage means.
  • the power level generated may vary depending on whether it is only desired to power the electrical appliances while maintaining the state of charge of the stable storage means, or that it is also desired to recharge the storage means.
  • the operating situations generally correspond to load states of the weak electrical energy storage means (charge level lower than a predetermined threshold or deemed not sufficient to power the electrical appliances), or to situations where the generation of energy It is considered “economical” (in the energy recovery phase, for example in the deceleration phase with the driver's foot raised from the accelerator pedal or during the braking phase).
  • the alternator can be controlled, the power generated by the alternator can be modulated and ideally maximized when one is in a situation where the cost of energy is low (for example in braking of the vehicle) or in case of significant need of electrical energy (for example, low level storage means).
  • the alternator is reversible, additional operating situations may be considered.
  • the reversible alternator drives the engine to start it.
  • the alternator is then coupled to the motor via the drive belt.
  • the alternator can operate in mechanical engine mode and provide additional torque to the engine. In this operating situation, the alternator is also coupled to the heat engine via the belt.
  • FIGS. 2 and 3 relate more particularly to the operation of a "micro-hybrid" system with a reversible alternator 20 driven by a heat engine 22 by means of a belt 24.
  • a micro-hybrid system is an intermediate system between a system only "Stop & Start” and a hybrid system, which can operate alternately in thermal engine mode and electric motor mode.
  • the system comprises first and second electrical energy storage means, respectively 26 and 28, separated by a DC / DC type power converter 30.
  • One or more electrical apparatus (s) 32 is (are) supplied with electric current by the alternator 20 or by the storage means 26 and / or 28.
  • the coupling or decoupling of the alternator to the heat engine 22 is performed by a coupling / decoupling device 34.
  • This device can take various forms, for example:
  • an electromagnetic clutch system integrated into the alternator pulley for example a clutch of the type traditionally used in air conditioning compressors.
  • the clutch can be single-disk or multi-disk depending on the available space and the torque to be transmitted from the engine to the alternator, and vice versa.
  • the disk may be attached to the end of the rotation shaft of the alternator and be moved by means of electromagnetic coils so as to rest firmly on the pulley or, on the contrary, to move away from it.
  • a system of freewheels of which at least one is driven In this type of system, a wheel is attached to the rotation shaft of the alternator, between this shaft and the drive pulley. By moving in housing, balls, rollers or rollers are used to secure the wheel with the pulley of the alternator.
  • the coupling / decoupling device is located between the rotation shaft of the alternator and the crankshaft of the engine. It can for example be located between the rotation shaft of the alternator and the alternator pulley so as to couple or decouple the shaft and pulley. It can also be located at the exit of the crankshaft, between the crankshaft and the crankshaft pulley, the essential being to be able to couple or decouple the axis of rotation of the alternator and the crankshaft and, more generally, the alternator and the engine.
  • the coupling / decoupling device 34 is closed, that is to say that the alternator 20 is coupled to the heat engine 22.
  • the power generated by the alternator 20 is used to supplying the electrical apparatus (s) 32 via the current converter 30 and recharging the electrical energy storage means 26 and 28. This is what is symbolized in FIG. 2 by the arrows with dots.
  • the coupling / decoupling device 34 is open, that is to say that the alternator 20 is decoupled from the engine 22.
  • the alternator no longer rotates, so as to limit energy losses.
  • the electrical apparatus 32 and, if necessary, the second storage means 28 are powered by the first means of storage. storage 26 via the current converter 30.
  • the dashed arrows symbolize this mode of operation.
  • control of the decoupling of the alternator according to the method of the invention makes it possible to significantly reduce the energy losses due to uncontrolled operation of the alternator and to reduce pollution.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de commande du couplage d'un alternateur (12, 20) avec le moteur thermique (10, 22) d'un véhicule, l'alternateur étant destiné à alimenter en courant électrique au moins un appareil (18, 32) consommateur de courant et des moyens (16, 26, 28) de stockage d'énergie électrique, l'alternateur et le moteur étant généralement couplés et le couplage étant réalisé par un dispositif de couplage/découplage (14, 34). Selon l'invention, le procédé consiste à détecter des situations dites « de repos » pour lesquelles le fonctionnement de l'alternateur est inutile et, si au moins l'une des situations de repos est détectée, découpler l'alternateur (12, 20) du moteur thermique (10, 22) afin de diminuer les pertes énergétiques engendrées par le fonctionnement de l'alternateur.

Description

Procédé de commande du couplage d'un alternateur d'un véhicule
La présente invention revendique la priorité de la demande française 0654529 déposée le 25/10/2006 dont le contenu (description, revendications et dessins) est incorporé ici par référence.
La présente invention concerne un procédé de commande du couplage ou du découplage d'un alternateur avec le vilebrequin d'un moteur thermique. De façon classique, l'arbre de rotation d'un alternateur (arbre de rotation qui fait partie du rotor de l'alternateur) de véhicule automobile est muni à son extrémité d'une poulie, laquelle est mise en rotation à l'aide d'une courroie d'entraînement, elle-même reliée à une poulie solidaire du vilebrequin du moteur. Dès la mise en marche du moteur, la courroie entraîne l'alternateur, lequel génère un courant électrique utilisé pour recharger un ou des dispositifs de stockage (batteries, supercondensateurs...) du véhicule et pour alimenter différents équipements consommateurs d'énergie électrique.
Certains véhicules sont actuellement équipés d'un alternateur réversible qui peut fonctionner en moteur électrique. L'alternateur réversible (rotor et stator) est alimenté en courant électrique à l'aide de la batterie, ce qui met en rotation le rotor et donc la poulie fixée à l'arbre du rotor, laquelle entraîne la courroie et le vilebrequin. L'énergie mécanique fournie par l'alternateur peut être utilisée pour démarrer le moteur thermique, par exemple dans un système d'arrêt et de redémarrage automatique du moteur (système « Stop & Start ») ou pour fournir un couple supplémentaire au moteur thermique.
Lorsque le dispositif de stockage d'énergie électrique (batterie, supercondensateur...) est suffisamment chargé, l'alternateur peut être coupé, c'est-à-dire qu'il ne génère plus de courant électrique. Les consommateurs électriques du véhicule sont alors alimentés directement par l'organe de stockage. L'inconvénient principal des systèmes existants vient du fait que l'alternateur est relié en permanence au vilebrequin du moteur, même lorsque l'alternateur ne débite pas de courant, ce qui engendre des pertes mécaniques liées aux paliers de l'alternateur et à son système de refroidissement tel qu'un ventilateur et une usure inutile de l'alternateur.
Des dispositifs de découplage de l'arbre de rotation d'un alternateur avec le vilebrequin d'un moteur ont déjà été proposés. Par exemple, le brevet EP 0 980 479 B1 décrit un tel dispositif composé d'un système à ressort et à embrayage unidirectionnel interposé entre l'arbre et la poulie de l'alternateur. Le ressort et l'embrayage unidirectionnel sont reliés en série. Le ressort transmet le mouvement de rotation de la poulie à l'arbre de l'alternateur, la poulie et l'arbre tournant dans le même sens, en permettant de petits mouvements de rotation de l'arbre en sens inverse du mouvement de la poulie. L'embrayage unidirectionnel permet à l'arbre de l'alternateur de tourner à une vitesse de rotation supérieure à celle de la poulie lorsque la vitesse de rotation du vilebrequin diminue. Le but de ce système est d'éviter que les brusques variations de régime du moteur se répercutent sur l'alternateur, ce qui provoquerait un glissement de la courroie sur la poulie de l'alternateur et donc l'usure ou même la casse de la courroie. On notera que l'embrayage est unidirectionnel : il permet le découplage de l'arbre de rotation de l'alternateur avec la poulie uniquement pour permettre une vitesse de rotation de l'arbre supérieure à celle de la poulie.
La demande de brevet FR 2 727 902 décrit un dispositif pour la climatisation d'un véhicule. Lorsque le moteur thermique du véhicule est à l'arrêt, l'alternateur (réversible) est découplé du vilebrequin du moteur et le compresseur de climatisation est actionné par l'alternateur réversible fonctionnant en moteur électrique. Le découplage de l'alternateur est réalisé à l'aide d'une roue libre interposée entre le vilebrequin et la poulie du vilebrequin. Ce découplage ne se produit que lorsque le moteur thermique est à l'arrêt.
La demande de brevet EP 0 441 212 A2 concerne un dispositif de charge d'une batterie connectée à un alternateur entraîné par le vilebrequin d'un moteur, à l'aide d'un système à deux poulies reliées par une courroie.
Selon un mode de réalisation, l'une des deux poulies est du type électromagnétique, ce qui permet d'optimiser la charge de la batterie en découplant l'alternateur du vilebrequin lorsque la batterie est chargée. Bien que les documents cités précédemment permettent un découplage de l'alternateur avec le vilebrequin du moteur, ils ne concernent pas le problème de la diminution de consommation en carburant du moteur. La présente invention propose un procédé permettant de réduire la consommation du moteur thermique d'un véhicule en découplant l'arbre de rotation de l'alternateur avec le vilebrequin du moteur lors de certaines phases de fonctionnement.
De façon plus précise, l'invention concerne un procédé de commande du couplage d'un alternateur avec un moteur thermique d'un véhicule, l'alternateur étant destiné à alimenter en courant électrique au moins un appareil consommateur de courant et des moyens de stockage d'énergie électrique, l'alternateur et le moteur étant généralement couplés et le couplage étant réalisé par un dispositif de couplage/découplage.
Le procédé consiste à détecter des situations dites « de repos » pour lesquelles le fonctionnement de l'alternateur est inutile et, si au moins l'une des situations de repos est détectée, découpler l'alternateur du moteur thermique afin de diminuer les pertes énergétiques engendrées par le fonctionnement de l'alternateur.
Des situations dites « de fonctionnement » pour lesquelles le fonctionnement de l'alternateur est utile peuvent en outre être détectées et, si au moins l'une des situations de fonctionnement est détectée, le couplage de l'alternateur au moteur thermique est maintenu de sorte que l'alternateur fournisse de l'énergie.
Les situations de fonctionnement comprennent au moins l'une des circonstances suivantes pour lesquelles l'alternateur fournit du courant électrique audit appareil et/ou aux moyens de stockage :
- la charge des moyens de stockage est inférieure à un seuil prédéterminé ; - la charge des moyens de stockage n'est pas suffisante pour alimenter en énergie électrique le ou les appareil(s) ;
Si l'on souhaite également récupérer de l'énergie cinétique lors des phases de décélération du véhicule, l'alternateur doit aussi être couplé dans les situations suivantes :
- le véhicule est en phase de décélération ; et
- le véhicule est en phase de freinage.
Les situations de repos comprennent au moins l'une des circonstances suivantes pour lesquelles l'alternateur est découplé du moteur thermique : - le véhicule est en phase d'accélération ;
- la consommation en carburant du véhicule excède un seuil de consommation prédéterminé ;
- les moyens de stockage de l'énergie électrique sont dans un état de charge élevé supérieur à un certain seuil ; et - il existe un besoin de limiter la puissance mécanique fournie par le moteur thermique.
Lorsque l'alternateur est du type réversible, les situations de fonctionnement comprennent l'une des circonstances suivantes pour lesquelles l'alternateur est alimenté par les moyens de stockage et fournit de l'énergie mécanique au moteur thermique :
- démarrage du moteur thermique à l'aide de l'alternateur ; et
- apport d'un complément de couple au moteur thermique.
L'alternateur peut avantageusement être piloté de façon à moduler la puissance générée par l'alternateur.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui suit de plusieurs modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés et sur lesquels : - la figure 1 représente l'architecture d'un système minimal de génération et de stockage d'énergie électrique d'un véhicule automobile ; - les figures 2 et 3 illustrent le fonctionnement selon l'invention d'un système de génération et de stockage d'énergie électrique du type « microhybride », l'alternateur étant respectivement couplé et découplé du moteur thermique. Sur la figure 1 , un moteur thermique 10 est couplé à un alternateur
12 par l'intermédiaire d'un dispositif de couplage/découplage 14. L'alternateur alimente en courant électrique des moyens de stockage 16 d'énergie électrique, tels qu'une batterie ou un supercondensateur (condensateur de capacité importante), et différents appareils 18 consommateurs d'énergie électrique, tels que par exemples les essuie- glaces et les phares du véhicule. Le moteur est couplé à l'alternateur par un système à courroie d'entraînement reliant deux poulies, l'une fixée au vilebrequin du moteur thermique et l'autre à l'arbre de rotation du rotor de l'alternateur. Ce dernier peut être piloté de façon à ajuster la tension de régulation en fonction des besoins. Il peut également être réversible, c'est-à- dire, en plus de son fonctionnement en générateur de courant, être alimenté en courant électrique par les moyens de stockage d'énergie et fonctionner ainsi en moteur électrique fournissant de l'énergie mécanique.
L'alternateur est généralement couplé au moteur thermique. Selon l'invention, l'alternateur est découplé du moteur thermique à l'aide du dispositif de couplage/découplage 14 lorsque le fonctionnement de l'alternateur n'est pas utile. A l'aide de capteurs (non représentés), des situations dites « de repos » sont détectées, situations pour lesquelles le fonctionnement de l'alternateur n'est pas utile. Lorsqu'une (ou plusieurs) de ces situations est (sont) détectée(s), l'alternateur est découplé du moteur thermique. Il est possible, en outre, de détecter des situations dites « de fonctionnement » pour lesquelles le fonctionnement de l'alternateur est utile ou même nécessaire. Lorsqu'une telle situation est détectée, on s'assure que l'alternateur est bien couplé au moteur thermique, si nécessaire en basculant le dispositif de couplage/découplage de la position découplée à la position couplée. Dans les situations de repos, l'alternateur est coupé électriquement (il ne débite aucun courant) et il est également découplé mécaniquement du moteur thermique afin de limiter les pertes liées à un entraînement inutile du rotor de l'alternateur. Pendant ces situations de repos, les appareils électriques 18 sont alimentés par les moyens de stockage 16 d'énergie électrique.
Ces situations peuvent correspondre à une situation où le coût de l'énergie générée est important (par exemple en phase d'accélération du véhicule ou en cas de consommation de carburant excédant un seuil prédéterminé de consommation), à un état de charge des moyens de stockage d'énergie électrique élevé justifiant une décharge de ces moyens ou encore à un besoin de limiter la puissance mécanique prélevée au niveau du moteur thermique.
Dans les situations de fonctionnement, l'alternateur est couplé au moteur et il débite un courant permettant d'alimenter les appareils consommateurs d'énergie électrique et éventuellement de recharger les moyens de stockage d'énergie électrique. Le niveau de puissance généré peut varier suivant que l'on souhaite uniquement alimenter les appareils électriques en conservant l'état de charge des moyens de stockage stable, ou que l'on souhaite également recharger les moyens de stockage.
Les situations de fonctionnement correspondent généralement à des états de charge des moyens de stockage d'énergie électrique faibles (niveau de charge inférieur à un seuil prédéterminé ou jugé non suffisante pour alimenter les appareils électriques), ou à des situations où la génération d'énergie électrique est jugée « rentable » (en phase de récupération d'énergie, par exemple en phase de décélération avec le pied du conducteur relevé de la pédale d'accélérateur ou en phase de freinage).
De plus, si l'alternateur peut être piloté, la puissance générée par l'alternateur peut être modulée et idéalement maximisée lorsque l'on se trouve dans une situation où le coût de l'énergie est faible (par exemple en cas de freinage du véhicule) ou en cas de besoin important d'énergie électrique (par exemple, niveau bas des moyens de stockage).
Si l'alternateur est réversible, des situations de fonctionnement supplémentaires peuvent être envisagées. Ainsi, en phase de démarrage du moteur thermique, l'alternateur réversible entraîne le moteur thermique pour le démarrer. L'alternateur est alors couplé au moteur via la courroie de transmission. De plus, en cas d'un besoin d'assistance à la traction, l'alternateur peut fonctionner en mode moteur mécanique et apporter un complément de couple au moteur thermique. Dans cette situation de fonctionnement, l'alternateur est également couplé au moteur thermique via la courroie.
Les figures 2 et 3 concernent plus particulièrement le fonctionnement d'un système « micro-hybride » avec un alternateur réversible 20 entraîné par un moteur thermique 22 à l'aide d'une courroie 24. Un système micro- hybride est un système intermédiaire entre un système uniquement « Stop & Start » et un système hybride, lequel peut fonctionner alternativement en mode moteur thermique et en mode moteur électrique. Le système comporte des premiers et des deuxièmes moyens de stockage d'énergie électrique, respectivement 26 et 28, séparés par un convertisseur de courant 30 du type continu/continu. Un ou plusieurs appareil(s) électrique(s) 32 est (sont) alimenté(s) en courant électrique par l'alternateur 20 ou par les moyens de stockage 26 et/ou 28.
Le couplage ou découplage de l'alternateur au moteur thermique 22 est réalisé par un dispositif de couplage/découplage 34. Ce dispositif peut prendre différentes formes, par exemples :
- un système à embrayage électromagnétique intégré à la poulie de l'alternateur (par exemple un embrayage du type de ceux équipant traditionnellement les compresseurs de climatisation). L'embrayage pourra être mono-disque ou multi-disques en fonction de l'encombrement disponible et du couple à transmettre du moteur à l'alternateur, et inversement. Le disque peut par exemple être fixé à l'extrémité de l'arbre de rotation de l'alternateur et être déplacé à l'aide de bobines électromagnétiques pour venir s'appuyer fermement sur la poulie ou au contraire pour s'en éloigner.
- un système de roues libres dont l'une au moins est pilotée. Dans ce type de système, une roue est fixée à l'arbre de rotation de l'alternateur, entre cet arbre et la poulie d'entraînement. En se déplaçant dans des logements, des billes, rouleaux ou galets permettent de solidariser la roue avec la poulie de l'alternateur.
- un système d'indexage (crabotage) ou à base de train épicycloïdal. De façon générale, le dispositif de couplage/découplage est situé entre l'arbre de rotation de l'alternateur et le vilebrequin du moteur thermique. Il peut par exemple être localisé entre l'arbre de rotation de l'alternateur et la poulie de l'alternateur de façon à pouvoir coupler ou découpler cet arbre et cette poulie. Il peut aussi être localisé à la sortie du vilebrequin, entre le vilebrequin et la poulie du vilebrequin, l'essentiel étant de pouvoir coupler ou découpler l'axe de rotation de l'alternateur et le vilebrequin et, plus généralement, l'alternateur et le moteur thermique.
Dans le mode de fonctionnement représenté sur la figure 2, le dispositif 34 de couplage/découplage est fermé, c'est-à-dire que l'alternateur 20 est couplé au moteur thermique 22. La puissance générée par l'alternateur 20 sert à alimenter le ou appareil(s) électrique(s) 32 par l'intermédiaire du convertisseur de courant 30 et à recharger les moyens de stockage d'énergie électrique 26 et 28. C'est ce qui est symbolisé sur la figure 2 par les flèches en pointillés. Dans le cas de fonctionnement illustré sur la figure 3, le dispositif de couplage/découplage 34 est ouvert, c'est-à-dire que l'alternateur 20 est découplé du moteur thermique 22. L'alternateur ne tourne plus, de façon à limiter les pertes d'énergie. Les appareils électriques 32 et, si nécessaire, les deuxièmes moyens de stockage 28 (si leur charge est en dessous d'un certain seuil prédéterminé) sont alimentés par les premiers moyens de stockage 26 via le convertisseur de courant 30. Les flèches en pointillés symbolisent ce mode de fonctionnement.
La commande du découplage de l'alternateur selon le procédé de l'invention permet de réduire de façon significative les pertes d'énergie dues à un fonctionnement non contrôlé de l'alternateur et de réduire la pollution.
D'autres modes de réalisation que ceux décrits et représentés peuvent être conçus par l'homme du métier sans sortir du cadre de la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de commande du couplage d'un alternateur(12, 20) avec le moteur thermique (10, 22) d'un véhicule, l'alternateur étant destiné à alimenter en courant électrique au moins un appareil (18, 32) consommateur de courant et des moyens (16, 26, 28) de stockage d'énergie électrique, l'alternateur et le moteur étant généralement couplés et le couplage étant réalisé par un dispositif de couplage/découplage (14, 34), le procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à : - détecter des situations de repos pour lesquelles le fonctionnement de l'alternateur est inutile ; et
- si au moins l'une des situations de repos est détectée, découpler l'alternateur (12, 20) du moteur thermique (10, 22) afin de diminuer les pertes énergétiques engendrées par le fonctionnement de l'alternateur.
2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on détecte en outre des situations de fonctionnement pour lesquelles le fonctionnement de l'alternateur (12, 20) est utile et, si au moins l'une des situations de fonctionnement est détectée, maintenir le couplage de l'alternateur (12, 20) au moteur thermique de sorte que l'alternateur fournisse de l'énergie.
3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que lesdites situations de fonctionnement comprennent au moins l'une des circonstances suivantes pour lesquelles l'alternateur (12, 20) fournit du courant électrique audit appareil (18, 32) et/ou aux moyens de stockage
(16, 26, 28) :
- la charge des moyens de stockage est inférieure à un seuil prédéterminé ;
- la charge des moyens de stockage n'est pas suffisante pour alimenter en énergie électrique ledit appareil ;
- le véhicule est en phase de décélération ; et - le véhicule est en phase de freinage.
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdites situations de repos comprennent au moins l'une des circonstances suivantes pour lesquelles l'alternateur (12, 20) est découplé du moteur thermique (10, 22) :
- le véhicule est en phase d'accélération ;
- la consommation en carburant du véhicule excède un seuil de consommation prédéterminé ; - les moyens de stockage de l'énergie électrique sont dans un état de charge élevé ; et
- il existe un besoin de limiter la puissance mécanique fournie par le moteur thermique.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que, l'alternateur (12, 20) étant réversible, lesdites situations de fonctionnement comprennent l'une des circonstances suivantes pour lesquelles l'alternateur (12, 20) est alimenté par les moyens de stockage (16, 26, 28) et fournit de l'énergie mécanique au moteur thermique (10, 22) : - démarrage du moteur thermique à l'aide de l'alternateur ;
- apport d'un complément de couple au moteur thermique.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'alternateur (12, 20) est piloté de façon à moduler la puissance générée par l'alternateur.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010034803A1 (de) 2010-08-19 2012-02-23 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Betreiben eines Riementriebs

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0772585B2 (ja) * 1985-03-29 1995-08-02 バンドー化学株式会社 エンジン用補機のベルト伝動装置
IT1238489B (it) * 1990-02-08 1993-08-18 Mario Nobile Caprile Dispositivo per la ricarica di batterie
US6638195B2 (en) * 2002-02-27 2003-10-28 New Venture Gear, Inc. Hybrid vehicle system
US6600980B1 (en) * 2002-09-26 2003-07-29 Ford Global Technologies, Llc Torque reversal reduction strategy for a hybrid vehicle

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010034803A1 (de) 2010-08-19 2012-02-23 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Betreiben eines Riementriebs
WO2012022506A1 (fr) 2010-08-19 2012-02-23 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Procédé pour faire fonctionner un entraînement par courroie

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