Brevet FR2935125A1 — publié le 20100226

SYSTEME DE GESTION D'UN MODE ROUE LIBRE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE A MOTEUR THERMIQUE [0001 ] La présente invention concerne un système de gestion d'un mode � roue libre � d'un véhicule automobile à moteur thermique. [0002] L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine de la réduction de la consommation de carburant des véhicules automobiles à moteur thermique. [0003] Aujourd'hui, de nombreuses études menées par les industriels de l'automobile portent sur l'adaptation des véhicules à moteur thermique aux nouveaux standards définis en matière de protection de l'environnement. La réduction de la consommation en carburant est un des premiers objectifs visés puisqu'elle permet de limiter les émissions de gaz polluants dont on connaît bien les effets néfastes sur la santé et le climat. [0004] C'est dans cette perspective qu'a été développé en particulier le système connu sous le nom de � Stop and Start � d'arrêt et de redémarrage automatiques du moteur thermique. Lorsqu'un véhicule équipé 1s d'un tel système s'immobilise, à un feu rouge par exemple, le moteur thermique est automatiquement arrêté. Puis, sur une action déterminée du conducteur du véhicule, comme une pression sur la pédale d'accélérateur, le moteur thermique est redémarré au moyen d'une machine électrique réversible appelé aussi alterno-démarreur. 20 [0005] On comprend facilement l'économie de carburant et la réduction de pollution réalisées du fait que le moteur thermique est complètement arrêté au lieu de tourner au ralenti, comme c'est le cas pour la plupart des véhicules actuels, dépourvus du système � Stop and Start �. [0006] Afin de prolonger les avantages du système � Stop and Start � au-delà des seuls arrêts du véhicule dont la fréquence n'est vraiment significative qu'en milieu urbain, il a été proposé des systèmes équivalents permettant d'arrêter le moteur thermique alors que le véhicule se trouve en situation de roulement. [0007] En particulier, la demande internationale n° W02007/112233 décrit un système de ce type qui arrête automatiquement le moteur thermique io lorsque le véhicule n'a plus besoin de traction, sur une route en descente notamment. La rotation de l'arbre du moteur est maintenue au moyen de l'alterno-démarreur des véhicules qui en sont équipés ou du moteur électrique des véhicules hybrides. De cette manière les accessoires consommateurs d'électricité peuvent continuer à être alimentés. Le moteur 15 thermique est redémarré dès qu'une demande d'accélération est détectée. [0008] Cependant, ce système connu présente l'inconvénient de ne s'appliquer qu'à des véhicules hybrides ou à ceux équipés d'un alternodémarreur, ce qui est loin de couvrir aujourd'hui la majorité des véhicules produits. D'autre part, il s'agit d'un système fonctionnant de manière 20 automatique qui interdit au conducteur de pouvoir gérer lui-même les conditions dans lequelles l'arrêt du moteur thermique en situation de roulement et son redémarrage sont opportuns. [0009] Aussi, un but de la présente invention est de proposer un système de gestion d'un mode � roue libre � d'un véhicule automobile à moteur 25 thermique, qui pourrait être implémenté dans tout type de véhicules et qui laisserait au conducteur une totale liberté d'intervention quant à sa mise en oeuvre. [0010 ] Ce but est atteint, selon la présente invention, du fait que ledit système comprend des moyens d'activation dudit mode � roue libre � sur une première action exercée par un conducteur du véhicule, lesdits moyens d'activation étant aptes à arrêter le moteur thermique et à découpler dudit moteur thermique le dispositif d'entraînement des roues du véhicule. [0011 ] Ainsi, le système selon l'invention permet l'arrêt complet du moteur thermique en phase de roulement du véhicule grâce au passage en mode � roue libre �, le dispositif d'entraînement des roues se trouvant alors découplé du moteur par passage automatique au point mort de la boîte de vitesses ou en position débrayée de l'embrayage. [0012] Ce mode de fonctionnement est beaucoup plus simple que celui proposé dans la demande internationale précitée où, au contraire, les roues restent couplées à l'arbre du moteur, lequel est maintenu en rotation au moyen d'un moteur auxiliaire, que ce soit l'alterno-démarreur d'un véhicule is équipé de la fonction � Stop and Start � ou le moteur électrique d'un véhicule hybride. [0013] A l'inverse, le système selon l'invention, basé en particulier sur le découplage des roues et du moteur, peut être implanté sur tout véhicule moteur thermique, et ceci à moindre coût. 20 [0014] En pratique, l'invention exploite au mieux l'énergie cinétique acquise par le véhicule en roulement ainsi que son énergie potentielle sur une route en pente. On observe en effet que dans 20% des cas, le véhicule n'a pas besoin du moteur pour avancer, notamment lorsque la chaussée est en pente ou à l'approche d'un feu rouge, d'un stop ou d'un cédé de passage. 25 [0015] Ce sont ces 20% que l'invention cherche à valoriser en termes d'économie de carburant et donc de réduction de la pollution. [0016] Par ailleurs, et contrairement au système connu, le conducteur a la possibilité d'activer le mode � roue libre � à sa propre initiative, et non de manière automatique, par une action appropriée. Le conducteur dispose donc d'un moyen de pouvoir gérer des conditions d'utilisation imprévisibles par les systèmes automatiques, comme, par exemple, pouvoir se mettre en roue libre à mi-chemin d'une côte en sachant qu'elle est suivie d'une descente. De plus, l'agrément de conduite est augmenté par la sensation pour le conducteur de maîtriser davantage son véhicule, d'avoir plus de fonctionnalités et de pouvoir plus facilement optimiser la consommation en carburant. [0017] Afin de compenser l'arrêt de l'alternateur consécutif à l'arrêt du moteur thermique, il est prévu que le système de gestion selon l'invention comprend des moyens de maintien de fonctions d'assistance à la conduite du véhicule lorsque le mode � roue libre � est activé. [0018] A titre d'exemples, lesdites fonctions d'assistance sont des fonctions d'assistance de freinage, à savoir freinage et anti-blocage des roues (ABS), et/ou d'assistance à la direction, comme la direction assistée et la correction de trajectoire (ESP). [0019] S'agissant de la désactivation du mode � roue libre � préalablement activé par le conducteur, il est proposé que le système conforme à l'invention comprend des premiers moyens de désactivation du mode � roue libre � aptes à redémarrer le moteur thermique sur une deuxième action exercée par le conducteur du véhicule. [0020] Dans ce cas, pour débrayer le mode � roue libre �, le conducteur effectue ladite deuxième action, comme par exemple appuyer sur des moyens de désactivation constitués par un bouton de commande situé sur la planche de bord du véhicule. En réponse à cette action, le moteur thermique redémarre. Le conducteur enclenche alors une vitesse pour reprendre en main la conduite de son véhicule. [0021] L'invention prévoit en outre des seconds moyens de désactivation du mode � roue libre � aptes à redémarrer automatiquement le moteur thermique sur détection d'un niveau de sécurité d'organes du véhicule inférieur à un seuil donné. [0022] En d'autres termes, si la sécurité du véhicule et de ses passagers n'est pas assurée alors que le mode � roue libre � est activé, les seconds moyens de désactivation sont automatiquement enclenchés pour io redémarrer le moteur thermique. [0023] En particulier, ledit niveau de sécurité est le niveau de tension de la batterie du véhicule. En effet, le moteur thermique étant arrêté, la batterie se trouve être alors la seule source d'énergie capable d'alimenter en courant électrique les organes sensibles du véhicule, comme les organes de ls freinage et d'assistance de direction. [0024] La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. [0025] La figure 1 est un organigramme de fonctionnement d'un système de 20 gestion du mode � roue libre � conforme à l'invention. [0026] Sur la figure 1 est représenté un schéma montrant le fonctionnement d'un système de gestion d'un mode � roue libre � d'un véhicule automobile à moteur thermique. [0027] Dans le cadre de l'invention, on entend par mode � roue libre � un 25 mode de fonctionnement particulier du véhicule dans lequel le moteur thermique est arrêté et le dispositif d'entraînement des roues découplé du moteur, les roues du véhicule pouvant tourner librement. [0028] Le moteur thermique étant en marche et le véhicule roulant de manière habituelle, c'est-à-dire entraîné par le moteur, le conducteur a la possibilité, quand il le désire, d'activer le mode � roue libre �, dans une descente par exemple ou lorsqu'il sait qu'il devra arrêter son véhicule à relativement bref délai, notamment à l'approche d'un feu rouge. [0029] Pour cela, le conducteur doit effectuer une première action apte à solliciter des moyens d'activation du mode � roue libre �. Cette action peut être celle d'appuyer sur un bouton de commande prévu à cet effet sur la planche de bord du véhicule par exemple, ou encore de prononcer un mot ou un ensemble de mots susceptible d'être compris comme un ordre d'activation du mode � roue libre � par une commande vocale installée dans le véhicule. [0030] Dès que le mode � roue libre � est ainsi activé, le moteur thermique est arrêté en coupant, par exemple, l'arrivée du carburant, et le dispositif d'entraînement des roues est automatiquement découplé du moteur en plaçant la boîte de vitesse au point mort ou en position � neutre �, ou encore en amenant l'embrayage en position débrayée. Toutes ces opérations peuvent être réalisées au moyen d'actionneurs électromécaniques appropriés connus de l'homme du métier. [0031] Le véhicule étant en mode � roue libre �, il est prévu de maintenir actives les fonctions d'assistance à la conduite du véhicule, telles que les fonctions d'assistance de freinage et les fonctions d'assistance de direction. En effet, ces fonctions sont des fonctions de sécurité généralement assurées par l'énergie électrique fournie par l'alternateur. Or, en mode � roue libre �, l'alternateur n'étant plus entraîné par le moteur thermique, il est préférable de pouvoir disposer de moyens destinés à maintenir ces fonctions. [0032] Les fonctions d'assistance de freinage peuvent concerner le freinage lui-même et, dans ce cas, les moyens de maintien sont constitués par une pompe à vide entraînée par un moteur électrique alimentée par la batterie, ou encore par des freins électriques, la batterie servant de réserve de puissance. On peut aussi prévoir une réserve de pression ou dépression plus importante. [0033] L'assistance de freinage peut également concerner le système d'anti- io blocage des roues (ABS). Le maintien de cette fonction est assuré par la gestion électronique de commande du bloc de distribution de liquide de frein ou en pilotant directement les freins électriques. [0034] Les fonctions d'assistance de direction sont la direction assistée proprement dite et la correction de trajectoire (ESP). La direction assistée 15 peut être maintenue en mode � roue libre � par une pompe hydraulique entraînée par un moteur électrique alimenté par la batterie ou par l'assistance électrique d'un motovérin. On peut là aussi prévoir une réserve de pression plus importante. Le maintien de la fonction correction de trajectoire est assuré de la même manière que la fonction d'antiblocage des 20 roues. [0035] Comme l'indique la figure 1, le niveau de sécurité d'organes du véhicule est contrôlé en permanence de sorte à pouvoir désactiver automatiquement le mode � roue libre � dès que ce niveau devient inférieur à un seuil donné. Dans ce cas, des moyens de désactivation sont mis en 25 oeuvre consistant à détecter le franchissement du seuil et redémarrer le moteur thermique. [0036] L'organe concerné peut être la batterie, dont on a vu qu'elle joue un rôle primordial dans le maintien des fonctions d'assistance. Dès que le niveau de la batterie devient inférieur au niveau de sécurité, de 12,5 V par exemple, le moteur thermique est automatiquement remis en marche. [0037] Le niveau de sécurité peut être également le niveau de pression ou de dépression du circuit de freinage, ou encore le niveau de pression du circuit d'assistance à la direction. [0038] A tout moment, le conducteur du véhicule a la possibilité de choisir de quitter le mode � roue libre � après l'avoir activé. io [0039] Pour cela, il doit effectuer une action sur des moyens de désactivation qui peuvent être les mêmes que les moyens d'activation, à savoir le bouton de commande ou la commande vocale mentionnés plus haut. Mais il peut aussi appuyer sur la pédale d'accélérateur ou la pédale d'embrayage, ces actions étant interprétées comme une demande de désactivation du mode 15 � roue libre �. [0040] A la suite de cette deuxième action, le moteur thermique est redémarré automatiquement. Comme l'activation du mode � roue libre � avait laissé le dispositif d'entraînement des roues découplé du moteur, le conducteur doit passer une vitesse de son choix pour retrouver les 20 conditions de conduite habituelles. REVENDICATIONS1. Système de gestion d'un mode � roue libre � d'un véhicule automobile à moteur thermique, caractérisé en ce que ledit système comprend des moyens d'activation dudit mode � roue libre � sur une première action exercée par un conducteur du véhicule, lesdits moyens d'activation étant aptes à arrêter le moteur thermique et à découpler dudit moteur thermique le dispositif d'entraînement des roues du véhicule. 2. Système selon la revendication 1, comprenant des moyens de maintien de fonctions d'assistance à la conduite du véhicule lorsque le mode � roue libre � est activé. 3. Système selon la revendication 2, dans lequel lesdites fonctions d'assistance sont des fonctions d'assistance de freinage. 4. Système selon la revendication 3, comprenant des moyens de maintien de la fonction d'assistance au freinage 5. Système selon l'une des revendications 3 ou 4, comprenant des moyens de maintien de la fonction d'anti-blocage des roues (ABS). 6. Système selon l'une des revendications 4 ou 5, dans lequel lesdits moyens de maintien comprennent une pompe à vide entraînée par un moteur électrique. 7. Système selon l'une des revendications 2 à 6, dans lequel lesdites fonctions d'assistance sont des fonctions d'assistance de trajectoire. 8. Système selon la revendication 7, comprenant des moyens de maintien de la fonction d'assistance à la direction. 9. Système selon l'une des revendications 7 ou 8, comprenant des moyens de maintien de la fonction de correction de trajectoire (ESP). 2935125 l0 10. Système selon l'une des revendications 8 ou 9, dans lequel lesdits moyens de maintien comprennent une pompe hydraulique entraînée par un moteur électrique. 11. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, comprenant des premiers moyens de désactivation du mode � roue libre � aptes à redémarrer le s moteur thermique sur une deuxième action exercée par le conducteur du véhicule. 12. Système selon la revendication 11, dans lequel lesdits moyens d'activation et/ou lesdits premiers moyens de désactivation comprennent un bouton de commande. 13. Système selon la revendication 11, dans lequel lesdits moyens d'activation et/ou lesdits premiers moyens de désactivation comprennent une commande vocale. io 14. Système selon la revendication 11, dans lequel ladite deuxième action est une pression sur la pédale d'accélérateur ou la pédale d'embrayage. 15. Système selon l'une quelconque des revendication 11 à 14, comprenant des seconds moyens de désactivation du mode � roue libre � aptes à redémarrer automatiquement le moteur thermique sur détection d'un niveau de sécurité d'organes 15 du véhicule inférieur à un seuil donné. 16. Système selon la revendication 15, dans lequel ledit niveau de sécurité est le niveau de tension de la batterie du véhicule. 17. Système selon l'une des revendications 15 ou 16, dans lequel ledit niveau de sécurité est le niveau de pression ou de dépression du circuit de freinage du véhicule. 20 18. Système selon l'une quelconque des revendications 15 à 17, dans lequel ledit niveau de sécurité est le niveau de pression du circuit d'assistance à la direction.25