Brevet FR2884184A1 — publié le 20061013

PROCEDE ET SYSTEME DE COMMANDE DE DECOLLAGE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE PAR DIALOGUE DU CALCULATEUR DE CONTROLE MOTEUR AVEC LA BOITE DE VITESSES MECANIQUE PILOTEE, PENDANT UN REDEMARRAGE DU VEHICULE EN MODE STOP AND START . La présente invention concerne un procédé et un système de commande de décollage d'un véhicule automobile par dialogue du calculateur de contrôle moteur avec la boîte de vitesses mécanique pilotée, pendant un redémarrage du véhicule en mode Stop and Start . Un système dit Stop and Start se caractérise par l'arrêt du moteur juste avant et pendant l'immobilisation du véhicule (feux tricolores, embouteillages, etc.). Sa remise en fonction est automatique et instantanée au lâcher de la pédale de frein lorsque le conducteur souhaite repartir. Un système Stop and Start apporte des avantages très perceptibles lors des phases de mise en veille du moteur: un confort auditif pour les passagers, un confort physique par la suppression des vibrations moteur et un agrément de conduite, sans compter un gain de consommation de carburant. Un moteur doit démarrer et fournir du couple le plus rapidement possible. En effet, pour décoller un véhicule en pente, le critère d'acceptabilité véhicule est de ne reculer que de 20 cm dans une pente à 10 %. Cette exigence se traduit par l'exigence d'obtenir un couple disponible sur l'arbre moteur de 80 N.m (Newton.mètre) au bout de 400 ms (millisecondes) après le lâcher du frein . Le point de fonctionnement permettant à la boîte de vitesses mécanique pilotée (BVMP) de commencer le décollage (ou avance) effectif du véhicule est indiqué par le calculateur de contrôle moteur (CMM) à la boîte de vitesses mécanique pilotée (BVMP). La BVMP est une boîte de vitesses à gestion électronique de l'embrayage et du passage des rapports. Elle permet un passage des rapports automatique ou séquentiel à l'initiative du conducteur. L'indication par le CMM à la BVMP est effectuée via le bus CAN sous la forme d'un flag , appelé Autorisation décollage BVMP . Un flag est une variable dont on positionne la valeur à 0 ou 1 en fonction d'un évènement; on teste ensuite la valeur du flag pour savoir si l' évènement marqué s'est produit ou non. Le bus CAN (Controller Area Network), est un protocole de communication en réseaux pour relier les équipements embarqués d'un véhicule automobile. Un but de la présente invention est de fournir un procédé de dialogue du CMM avec la BVMP, pendant un redémarrage de type Stop and Start du véhicule, qui permette d'assurer un décollage rapide du véhicule avec un agrément optimal, et avec une robustesse et une répétabilité maximales aux différentes situations de conduite routière (démarrage sur du plat, en descente, en côte, démarrage à partir d'un régime nul ou non, etc.). Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé d'élaboration du flag d'autorisation de décollage, qui permette, grâce au dialogue avec la BVMP, un décollage du véhicule rapide et sans àcoups dans la chaîne de traction, et donc avec un agrément optimal pour le conducteur. Un autre but de la présente invention est de fournir un système de décollage d'un véhicule automobile avec un système Stop and Start associé à une BVMP et des moyens de commande du décollage effectif du véhicule transmis à ladite BVMP sous la forme d'une information élaborée selon le procédé de l'invention. Pour atteindre ces buts, selon l'invention, il est conçu un procédé de commande du décollage d'un véhicule automobile en mode Stop and Start , après coupure de l'injection de carburant, qui comporte les étapes suivantes: - vérification que la position de la pédale de l'accélérateur est 30 supérieure à une position seuil prédéterminée, -vérification que le moteur est en phase d'injection séquentielle, -vérification que le gradient de régime moteur par rapport au temps à l'instant t est supérieur à une valeur de seuil prédéterminée, fonction du régime moteur, cette condition étant appelée condition autonome , et si les trois conditions sont vérifiées par le CMM une autorisation de décollage est transmise à la BVMP. Dans l'étape de vérification de la condition autonome, si celle-ci n'est pas vérifiée, le procédé comporte l'étape de commande de l'injection de carburant sur un intervalle de temps jusqu'à ce que ladite condition autonome soit vérifiée. Le calcul et la vérification de ladite condition autonome relative à un instant t comporte les étapes suivantes: - calcul du régime moteur à l'instant t, - calcul de la valeur du gradient de régime moteur par rapport au temps à l'instant t, - et comparaison de la valeur dudit gradient de régime par rapport au temps avec une valeur de seuil de gradient de régime prédéterminée, fonction du régime moteur, la condition autonome étant vérifiée si la valeur du gradient de régime moteur par rapport au temps est supérieure à ladite valeur de seuil de gradient de régime prédéterminée, fonction du régime. La comparaison de la valeur du gradient de régime par rapport au temps avec une valeur de seuil prédéterminée fonction du régime moteur est 20 validée après écoulement d'une temporisation. Ledit gradient de régime par rapport au temps est déterminé à partir du régime courant et du régime au pas de calcul (n-1), initialisé à zéro. L'invention réalise également un système de commande de décollage d'un véhicule automobile, avec un CMM et une BVMP, qui comprend, de plus: - des moyens de vérification que la position de la pédale de l'accélérateur par rapport à une position seuil prédéterminée est validée, - des moyens de vérification qu'une valeur dite condition autonome , calculée à partir du régime moteur et du gradient de régime moteur par rapport au temps et comparée à une valeur de seuil de gradient de régime prédéterminée, est validée, - des moyens de vérification que le moteur est en phase d'injection séquentielle, - lesdites vérifications étant réalisées par le CMM. 2884184 4 - des moyens de transmission dudit CMM à la BVMP d'un signal de commande de décollage ou autorisation de décollage Si lesdites vérifications sont validées. Ledit signal de commande ou autorisation de décollage est un 5 signal adressé par le calculateur de contrôle moteur du véhicule à la boîte de vitesses mécanique pilotée sous la forme d'un flag. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description d'un exemple de réalisation, non limitatif de l'objet de l'invention, accompagnée de dessins dans lesquels: - la figure 1 est un graphe représentatif de l'évolution du régime moteur en fonction du temps, - la figure 2 est un graphe représentatif du seuil de gradient de régime en fonction du régime moteur, - la figure 3 illustre le fonctionnement attendu de l'invention dans 15 le cas d'un démarrage ou d'un redémarrage à partir d'un régime moteur de valeur nulle, - la figure 4 illustre le fonctionnement attendu de l'invention dans le cas d'un redémarrage avant que le régime moteur ait atteint la valeur zéro. L'indication d'autorisation de décollage se réalise lorsque les trois conditions suivantes sont satisfaites, cumulativement. Première condition Cl: la Condition autonome est vraie. Deuxième condition C2: Alpha pédale > Seuil SAlpha Troisième condition C3: condition de sortie de la phase d'injection 25 full group intelligent . Si Cl, C2 et C3, conditions développées dans la suite du présent texte, sont réunies cumulativement, alors l'indication par le CMM à la BVMP est effectuée via le bus CAN sous la forme du flag déjà mentionné ou Autorisation décollage BVMP . Le graphe de la figure 1 représente l'évolution du régime moteur, à savoir la vitesse du vilebrequin exprimée en tours par minute, en fonction du temps. Après une première période, référencée a, qui est une phase sous machine électrique uniquement, le moteur monte en régime sur une période référencée b avec une première combustion représentée par le tronçon de forte pente Cl. La courbe représentative du régime passe par un maximum et le régime s'établit de manière sensiblement constante sur la valeur de régime de ralenti R. Cette valeur peut être d'environ 750 tours par minute. A représente l'autorisation de décollage à la BVMP. La condition autonome est définie par un seuil ou gabarit ou 5 calibration sur le gradient de régime moteur par rapport au temps en fonction du régime moteur. Le seuil de gradient de régime Grad N_dem est déterminé en fonction du régime courant par un graphe ou calibration de la forme représentée sur le dessin de la figure 2. Le régime courant est le régime moteur calculé à partir du temps passé pour effectuer le dernier demi-tour moteur. Cette calibration permet de s'assurer: - que le moteur est autonome et n'a, par conséquent, plus besoin de l'organe de démarrage pour terminer le redémarrage, - que la boîte de vitesses mécanique pilotée peut commencer à 15 coller l'embrayage sans risque de calage, - que le moteur commence à fournir du couple, - que la montée en couple du moteur est progressive à partir de cet instant pour assurer un agrément optimum au conducteur. La calibration optimale est déterminée à partir d'essais sur véhicule, tels que: décollage sur terrain plat, en descente, en montée avec mesures quantitatives des reculs en pente et estimation subjective de l'agrément de conduite. Le seuil de gradient de régime est corrigé par un gain, fonction de la température d'eau TEAU, désigné K_Grad N dem (dilatation verticale). Le régime d'entrée N_dem est corrigé en fonction de la température d'eau par K_N_dem (dilatation horizontale). La condition autonome est vraie si l'inégalité suivante est satisfaite: dN/dt> K Grad N dem(TEAU) * Grad N dem(K N dem(TEAU) * N_courant) Ncourant, utilisé est le régime moyen sur un demi tour moteur calculé par le calculateur de contrôle moteur CMM. Le gradient de régime par rapport au temps (dN/dt) est déterminé à partir du régime courant et du régime au pas de calcul (n-1) initialisé à zéro. Le gradient de régime est, comme le régime, recalculé à chaque demi-tour du moteur. A l'instant t = n, il est égal à la différence entre le régime à l'instant t = n et le régime à 2884184 6 l'instant t = n-1 (qui correspond au demi-tour précédent) divisée par le temps passé pour faire le demi-tour moteur. Le gradient de régime est initialisé à zéro. Cette condition est validée après écoulement d'une temporisation 5 désignée Tempo_cond_dem . On va maintenant appliquer la comparaison de l'indicateur ainsi formulé dN/dt avec le gabarit représenté en figure 2, dans le cas d'un démarrage ou d'un redémarrage à partir d'un régime moteur nul. Dans ce cas, représenté sur la figure 3, à la coupure du démarreur classique ou de l'alternateur, illustrée par le référence F sur le dessin de la figure 3, le fonctionnement attendu place l'indicateur au dessus du gabarit: la condition autonome est vérifiée. Sur le dessin de la figure 4, est illustré le cas d'un redémarrage avant que le régime moteur se soit annulé. A partir de l'état initial moteur tournant (point 1), après demande d'arrêt de la fonction Stop and Start qui a pour fonction d'arrêter le moteur, il y a coupure de l'injection qui fait chuter le régime (point 2 ou 2'), puis une demande de redémarrage alors que le régime du moteur n'a pas eu le temps nécessaire pour s'annuler. Dès lors, deux situations peuvent se présenter selon que la condition autonome n'est pas satisfaite ou bien que la condition autonome est vérifiée. Dans la première situation, représentée par le point 2 de la figure 4, la condition autonome n'est pas satisfaite, ce qui est traduit par la position du point 2 sous le gabarit. Dès lors, l'organe de démarrage doit être alimenté pour pouvoir valider la condition autonome; laquelle alimentation, en termes de représentation graphique, fait repasser au dessus du gabarit, comme on peut le voir sur la figure 4 par le trajet en traits pleins. Dans la seconde situation, représentée par le point 2' de la figure 4, la condition autonome est satisfaite, ce qui est traduit par la position du point 2' au dessus du gabarit; l'organe de démarrage n'a pas besoin d'être alimenté ; dans ce cas le trajet en traits interrompus courts reste entièrement au dessus du gabarit. La deuxième condition ou condition C2 s'exprime sous cette forme: Alpha pédale > Seuil SAlpha 2884184 7 Alpha pédale est représentatif de la position de la pédale de l'accélérateur voulue par le conducteur, tandis que Seuil SAlpha est une valeur de seuil, prédéterminée, constante, qui peut être calibrée. La troisième condition ou condition C3 est réalisée par la sortie de la phase d'injection full group intelligent . La phase d'injection dite full group intelligent est la phase qui correspond aux trois premières injections qui ont lieu simultanément dès le début de la rotation moteur (sur tous les cylindres, à l'exception de celui qui est en phase d'admission à l'arrêt moteur, pour lequel on risquerait d'injecter de l'essence qui serait directement envoyée à l'échappement). En sortie de cette phase, on passe en injection séquentielle phasée et la troisième condition est validée. Les trois conditions Cl, C2 et C3, ainsi décrites, étant validées, alors l'indication par le CMM à la BVMP est effectuée via le bus CAN sous la forme du flag déjà mentionné ou Autorisation décollage BVMP . 8 REVENDICATIONS 1. Procédé de commande de décollage d'un véhicule automobile par dialogue du calculateur de contrôle moteur avec la boîte de vitesses mécanique pilotée, pendant un redémarrage du véhicule en mode Stop and Start , caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: -vérification que la position de la pédale de l'accélérateur (Alpha pédale) est supérieure à une position seuil (Seuil SAipha) prédéterminée, -vérification que le moteur est en phase d'injection séquentielle, -vérification que le gradient de régime moteur par rapport au temps (dN/dt) à l'instant t est supérieur à une valeur de seuil prédéterminée (Grad N dem), fonction du régime moteur, cette condition étant appelée condition autonome , et si les trois conditions sont vérifiées une autorisation de décollage est transmise à la boîte de vitesses. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans l'étape de vérification de la condition autonome, si celle-ci n'est pas vérifiée, le procédé comporte l'étape de commande de l'injection de carburant sur un intervalle de temps jusqu'à ce que ladite condition autonome soit vérifiée. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la vérification de dite condition autonome à un instant t comporte les étapes suivantes: - calcul du régime moteur (N) à l'instant t, - calcul de la valeur du gradient de régime moteur par rapport au temps (dN/dt) à l'instant t, - et comparaison de la valeur dudit gradient de régime par rapport au temps avec une valeur de seuil de gradient de régime 30 prédéterminée (Grad N dem), fonction du régime moteur, la condition autonome est vérifiée si la valeur du gradient de régime moteur par rapport au temps (dN/dt) est supérieure à ladite valeur de seuil de gradient de régime prédéterminée (Grad N dem), fonction du régime. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite valeur de seuil de gradient de régime prédéterminée (Grad N_dem), fonction du régime, est obtenue selon la formule suivante: K Grad N dem(TEAU) * Grad N dem(K N dem(TEAU) * 5 N courant), Dans laquelle: Grad N dem est une valeur prédéterminée de seuil fonction du régime, K_Grad N_dem est un facteur de gain, qui est fonction de la 10 température d'eau, K N dem(TEAU) est un facteur de correction en fonction de la température d'eau TEAU, la température d'eau. Et N _courant le régime moyen sur un demi tour de moteur 15 calculé par le calculateur de contrôle moteur. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la comparaison de la valeur du gradient de régime par rapport au temps avec une valeur de seuil prédéterminée, fonction du régime, est validée après écoulement d'une temporisation (Tempo_cond_dem). 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le gradient de régime par rapport au temps (dN/dt) est déterminé à partir du régime courant et du régime au pas de calcul (n-1) initialisé à zéro. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la position seuil de la pédale de l'accélérateur (Seuil SAipha) est une valeur angulaire prédéterminée, qui peut être calibrée. 8. Système de commande de décollage d'un véhicule automobile par dialogue du calculateur de contrôle moteur avec la boîte de vitesses mécanique pilotée, pendant un redémarrage du véhicule en mode Stop and Start , caractérisé en ce qu'il comprend, de plus: - des moyens de vérification que la position de la pédale de l'accélérateur (Alpha pédale) par rapport à une position seuil (Seuil SAlpha) prédéterminée est validée (C2), 2884184 10 - des moyens de vérification qu'une valeur dite condition autonome , calculée à partir du régime moteur (N) et du gradient de régime moteur par rapport au temps (dN/dt), et comparée à une valeur de seuil de gradient de régime prédéterminée (Grad N dem), est validée (Cl), 5 - des moyens de vérification que le moteur est en phase d'injection séquentielle (C3), - lesdites vérifications (Cl, C2, C3) étant réalisées par le calculateur de contrôle moteur, - des moyens de transmission dudit calculateur de contrôle moteur à ladite boîte de vitesses mécanique pilotée d'un signal de commande de décollage ou autorisation de décollage si lesdites vérifications sont validées (Cl, C2, C3). 9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite autorisation de décollage est un signal adressé par le calculateur de 15 contrôle moteur du véhicule à la boîte de vitesse mécanique pilotée sous la forme d'un flag. 25 30