Brevet FR3005021A1 — publié le 20141031

Système et procédé de commande d'un véhicule automobile en roulage en roue libre L'invention a pour domaine technique la commande d'un véhicule automobile à transmission automatique. Dans les applications actuelles, une partie de la consommation de carburant d'un véhicule est due à la compensation par le moteur de sa propre résistance à l'avancement. Il est alors nécessaire de réduire ou d'annuler cette consommation de carburant lorsque le véhicule ne nécessite pas de couple à la roue provenant du moteur à combustion interne, le couple étant moteur ou de freinage. De l'état de la technique, on connait les documents suivants : Le document W02010128898 divulgue un roulage en "roue libre", sans arrêt du moteur, basé sur une détection de pente. Le document FR2829186 divulgue la détection d'entrée en roue libre en fonction d'un seuil de position de la pédale d'accélérateur, d'un gradient de position de la pédale d'accélérateur et d'un seuil d'accélération du véhicule. Le document JP59089235 divulgue un système mécanique d'entrée en conditions de roue-libre sur absence de besoin de freinage et seuil de régime moteur. Il existe donc un besoin d'un système et d'un procédé de commande permettant de minimiser la consommation de carburant d'un véhicule automobile lorsque le couple moteur n'est pas nécessaire pour faire se mouvoir ou s'arrêter le véhicule. Un objet de l'invention est un procédé de commande d'un véhicule automobile comprenant au moins un moteur à combustion interne relié à des roues motrices par une transmission. Le procédé de commande comprend les étapes suivantes : on détermine le couple moteur au niveau des roues, on détermine l'accélération longitudinale du véhicule lorsque le mode de roulage en « roue libre » est engagé, en fonction du couple moteur et des couples résistants à la roue, on détermine l'accélération longitudinale du véhicule lorsque le mode de roulage en « roue libre » est désengagé, en fonction du couple moteur et des couples résistants à la roue, on détermine l'écart d'accélération longitudinale entre un mode de roulage en « roue libre » engagé et un mode de roulage en « roue libre » désengagé, on ouvre la chaîne de transmission lorsque l'écart d'accélération longitudinale tend sensiblement vers une valeur nulle. On peut ouvrir la chaîne de transmission lorsque toutes les conditions suivantes sont réalisées : - la pédale de frein est relâchée, et - l'écart d'accélération longitudinale lors du passage d'un mode de roulage en « roue libre » désenclenché à un mode de roulage en « roue libre » enclenché, est inférieur à un premier seuil positif, et supérieur à un deuxième seuil négatif, et - le rapport de boite de vitesse engagé est supérieur à un rapport de seuil, et - la vitesse du véhicule est comprise entre une valeur minimale et une valeur maximale de mode de roulage en roue libre, et On peut fermer la chaîne de transmission lorsque l'une quelconque des conditions suivantes est réalisée: - la pédale de frein est enfoncée, ou - l'écart d'accélération longitudinale lors du passage d'un mode de roulage en « roue libre » enclenché à un mode de roulage en « roue libre » désenclenché, est supérieur à un troisième seuil, ou - l'écart d'accélération longitudinale lors du passage d'un mode de roulage en « roue libre » enclenché à un mode de roulage en « roue libre » désenclenché, est inférieur à un quatrième seuil, ou - le rapport de boite de vitesse engagé est inférieur à un rapport de seuil, ou - la vitesse du véhicule est inférieure ou égale à une valeur minimale de mode de roulage en roue libre, ou - la vitesse du véhicule est supérieure ou égale à une valeur maximale de mode de roulage en roue libre. Le premier seuil, le deuxième seuil, le troisième seuil et le quatrième seuil sont calibrables en fonction de la vitesse du véhicule. On peut commander un arrêt du moteur à combustion interne lorsque l'on commande l'ouverture de la chaine de transmission. Un autre objet de l'invention est un système de commande d'un véhicule automobile comprenant au moins un moteur à combustion interne relié à des roues motrices par une transmission. Le système de commande comprend un moyen de détermination du couple moteur au niveau des roues, un moyen de détermination de l'accélération longitudinale du véhicule lorsque le mode de roulage en « roue libre » est engagé en fonction du couple moteur et des couples résistants à la roue, un moyen de détermination de l'accélération longitudinale du véhicule lorsque le mode de roulage en « roue libre » est désengagé en fonction du couple moteur et des couples résistants à la roue, un moyen de détermination de l'écart d'accélération longitudinale entre un mode de roulage en « roue libre » engagé et un mode de roulage en « roue libre » désengagé, et un moyen de commande apte à commander l'ouverture de la chaîne de transmission lorsque l'écart d'accélération longitudinale tend sensiblement vers une valeur nulle. Le moyen de commande peut également être apte à commander un arrêt du moteur à combustion interne lorsque l'on commande l'ouverture de la chaine de transmission. D'autres buts, caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée uniquement en tant qu'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 illustre les principaux éléments d'un véhicule muni d'un système de commande selon l'invention, et - la figure 2 illustre les principales conditions d'entrée et de sortie d'un mode de roulage en roue libre. Sur la figure 1, on peut voir un véhicule automobile comprenant un groupe moteur 2 comprenant un moteur à combustion interne et/ou une ou plusieurs machines électriques, relié aux roues motrices 3 par l'intermédiaire d'une transmission 4. Le véhicule comprend également un moyen de commande électronique 5 comprenant lui-même un calculateur d'injection 6, un calculateur de transmission 7, un estimateur de couple moteur effectif 8, et un estimateur de masse du véhicule 9. Un système de commande de couplage référencé 6a permet de piloter l'ouverture et la fermeture d'un moyen de couplage du moteur à la transmission automatique lors des phases de roulage du véhicule ne nécessitant pas de motricité ou de frein moteur aux roues, d'origine thermique ou électrique. Le système de commande de couplage 6a peut être disposé dans le calculateur d'injection 6, tel que représenté sur la figure 1 ou peut être autonome. Le système de commande du couplage 6a permet d'ouvrir la chaîne de transmission 4 avec ou sans arrêt du groupe moteur 2, lorsque le couple moteur produit par l'injection compense les pertes du groupe moteur 2. Une telle situation correspond à un léger appui de la pédale d'accélérateur pour compenser la traînée du moteur. Le système de commande 6a permet ainsi de faire fonctionner le véhicule dans un mode de roulage en "roue libre" (« Sailing Mode » en langue anglaise) qui entretient l'avancement du véhicule sans force de traction. Le système de commande de couplage 6a comprend un moyen de détermination de l'accélération longitudinale du véhicule lorsque le mode de roulage en « roue libre » est engagé, un moyen de détermination de l'accélération longitudinale du véhicule lorsque le mode de roulage en « roue libre » est désengagé, un moyen de détermination de l'écart d'accélération longitudinale entre un mode de roulage en « roue libre » engagé et un mode de roulage en « roue libre » désengagé, et un moyen de commande apte à commander le couplage et le découplage du groupe moteur à la chaine de transmission. Ainsi, le système de commande de couplage reçoit en entrée l'estimation de la masse du véhicule, du couple à la roue, et a accès aux différents signaux disponibles au niveau des bus de données du véhicule. Le système de commande émet en sortie un signal de commande à destination de la chaine de transmission 4. Le moyen de détermination de l'accélération longitudinale du véhicule lorsque le mode de roulage en « roue libre » est engagé est apte à déterminer l'accélération longitudinale en fonction des couples résistants à la roue. Le moyen de détermination de l'accélération longitudinale du véhicule lorsque le mode de roulage en « roue libre » est désengagé est apte à déterminer l'accélération longitudinale en fonction du couple moteur et des couples résistants à la roue. Les équations décrites ci-dessous précisent les différents calculs opérés par les moyens de détermination. Le moyen de commande effectue de manière logicielle ou matérielle les différentes étapes de procédé décrites ci-après. En appliquant l'équation fondamentale de la dynamique selon la direction longitudinale du véhicule, on obtient l'équation suivante : FLon MVIY (Eq. 1) Lorsque le mode de roulage en « roue libre » n'est pas enclenché, c'est-à-dire lorsque la transmission est couplée, l'équation 1 peut être reformulée de la façon suivante : Myn7= Fmot roues - Fresist (SCX, Mvh , Vvh) + M vhg. Sin(a pente ) (Eq. 2) Avec 1\4,1, : masse du véhicule g : accélération de la pesanteur y : accélération longitudinale Frnot roues force motrice au niveau des roues Fresist : force de résistance résultante des contributions aérodynamique, de la boite de vitesses et des pneumatiques du véhicule. SC, : Coefficient de tramée aérodynamique Vv h : vitesse du véhicule apente degré d'inclinaison du sol Lorsque le mode de roulage en « roue libre » est enclenché, c'est-à-dire lorsque la transmission est découplée, l'équation 1 peut être reformulée de la façon suivante : My = -Fresist (SCx, M , Vvh ) + Mmig.sin(1:1 pente ) (Eq. 3) Le véhicule est alors mu par son poids et par la force résultante des forces résistantes tendant à le ralentir ou à l'accélérer dans les cas de forte pente. Lors du passage d'un mode de roulage en « roue libre » désenclenché à un mode de roulage en « roue libre » enclenché, on peut déterminer un écart d'accélération longitudinale Ay en fonction des équations Eq. 2 et Eq. 3, et s'écrivant de la façon suivante : *K Fmotnce roues C motrice roues C motrice moteur Ay= (Eq. 4) M Vh M Vh R Roues M Vh R Roues Avec K = Ratio de transmission en cours (hors Mode de roulage en « roue libre ») ou envisagé (en Mode de roulage en « roue libre »), Rroues Rayon moyen des roues du véhicule, Cmotr ce roues = Couple du groupe moteur à la roue, Cmotrice moteur - couple du groupe moteur au primaire de la transmission. La figure 2 illustre de façon schématique les différentes conditions d'entrée et de sortie du mode de roulage en roue libre. On entre dans le mode de roulage en roue libre soit depuis un fonctionnement en mode de motricité (référencé 10a), soit depuis un fonctionnement en coupure d'injection (référencé 11a). Lorsque l'écart d'accélération longitudinale Ay est compris entre le premier seuil (Seuil 1) et le deuxième seuil (Seuil 2) et que les autres conditions décrites ci-dessous sont satisfaites, le mode de roulage en roue libre est activé (référencé 12). En d'autres termes, le procédé de commande enclenche l'entrée dans le mode de roulage en « roue libre » lorsque toutes les conditions suivantes sont réalisées : - la pédale de frein est relâchée, et - Ay seuil 2, et - RapportBV en cours > RapportMini Sailing, et - VvehMiniSailing Avec Seuil 1 > 0 et Seuil 2 Si l'écart d'accélération longitudinale Ay devient inférieur au quatrième seuil (Seuil 4), le mode de roulage en roue libre est désactivé, et le véhicule reprend un fonctionnement en coupure d'injection (référence 11b). Ainsi, le procédé de commande enclenche la sortie du mode de roulage en « roue libre » lorsque l'une quelconque des conditions suivantes est réalisée: - la pédale de frein est enfoncée - Ay > seuil 3 - Ay VvehMaxiSailing - Vveh actuelle 0 et seuil 4 On notera que la condition Ay > seuil 3 correspond à un appui de la pédale d'accélérateur, c'est-à-dire à une demande de motricité. La condition Ay Alternativement, le mode de roulage en « roue libre » peut être complété par un arrêt du moteur thermique en cours de mode de roulage en « roue libre », l'activation et la désactivation du mode de roulage en « roue libre » selon le procédé décrit ci-dessus entraine l'arrêt et le redémarrage du moteur thermique. Le système et le procédé de commande permettent ainsi de désengager et de rengager la transmission de façon transparente pour l'utilisateur. Dans les phases de désengagement de la transmission, le groupe moteur fonctionne au ralenti ou est arrêté ce qui permet de réduire drastiquement la consommation de carburant. REVENDICATIONS1. Procédé de commande d'un véhicule automobile comprenant au moins un moteur à combustion interne (2) relié à des roues motrices (3) par une transmission (4), caractérisé par le fait qu'il comprend des étapes suivantes : on détermine le couple moteur au niveau des roues, on détermine l'accélération longitudinale du véhicule lorsque le mode de roulage en « roue libre » est engagé, en fonction du couple moteur et des couples résistants à la roue, on détermine l'accélération longitudinale du véhicule lorsque le mode de roulage en « roue libre » est désengagé, en fonction des couples résistants à la roue, on détermine l'écart d'accélération longitudinale entre un mode de roulage en « roue libre » engagé et un mode de roulage en « roue libre » désengagé, on ouvre la chaîne de transmission lorsque l'écart d'accélération longitudinale tend sensiblement vers une valeur nulle. 2. Procédé de commande selon la revendication 1, dans lequel on ouvre la chaîne de transmission lorsque toutes les conditions suivantes sont réalisées : - la pédale de frein est relâchée, et - l'écart d'accélération longitudinale lors du passage d'un mode de roulage en « roue libre » désenclenché à un mode de roulage en roue libre » enclenché, est inférieur à un premier seuil positif, et supérieur à un deuxième seuil négatif, et - le rapport de boite de vitesse engagé est supérieur à un rapport de seuil, et - la vitesse du véhicule est comprise entre une valeur minimale et une valeur maximale de mode de roulage en roue libre, et 3. Procédé de commande selon la revendication 1, dans lequel on ferme la chaîne de transmission lorsque l'une quelconque des conditions suivantes est réalisée: - la pédale de frein est enfoncée, ou- l'écart d'accélération longitudinale lors du passage d'un mode de roulage en « roue libre » enclenché à un mode de roulage en « roue libre » désenclenché, est supérieur à un troisième seuil, ou - l'écart d'accélération longitudinale lors du passage d'un mode de roulage en « roue libre » enclenché à un mode de roulage en « roue libre » désenclenché, est inférieur à un quatrième seuil, ou - le rapport de boite de vitesse engagé est inférieur à un rapport de seuil, ou - la vitesse du véhicule est inférieure ou égale à une valeur minimale de mode de roulage en roue libre, ou - la vitesse du véhicule est supérieure ou égale à une valeur maximale de mode de roulage en roue libre. 4. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, dans lequel le premier seuil, le deuxième seuil, le troisième seuil et le quatrième seuil sont calibrables en fonction de la vitesse du véhicule. 5. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on commande un arrêt du moteur à combustion interne lorsque l'on commande l'ouverture de la chaine de transmission. 6. Système de commande d'un véhicule automobile comprenant au moins un moteur à combustion interne (2) relié à des roues motrices (3) par une transmission (4), caractérisé par le fait qu'il comprend un moyen de détermination du couple moteur au niveau des roues, un moyen de détermination de l'accélération longitudinale du véhicule lorsque le mode de roulage en « roue libre » est engagé en fonction du couple moteur et des couples résistants à la roue, un moyen de détermination de l'accélération longitudinale du véhicule lorsque le mode de roulage en « roue libre » est désengagé en fonction du couple moteur et des couples résistants à la roue, un moyen de détermination de l'écart d'accélération longitudinale entre un mode de roulage en « roue libre » engagé et un mode de roulage en « roue libre » désengagé,un moyen de commande apte à commander l'ouverture de la chaîne de transmission lorsque l'écart d'accélération longitudinale tend sensiblement vers une valeur nulle. 7. Système de commande selon la revendication 6, dans lequel le moyen de commande est également apte à commander un arrêt du moteur à combustion interne lorsque l'on commande l'ouverture de la chaine de transmission.