Brevet FR3064966A1 — publié le 20181012

PROCEDE DE COMMANDE SECURISE D'UN MOTEUR THERMIQUE LORS D'UNE PHASE DE FONCTIONNEMENT EN ROUE LIBRE D'UN VEHICULE [0001] La présente invention porte sur un procédé de commande sécurisé d'un moteur thermique lors d'une phase de fonctionnement en roue libre d'un véhicule, dite phase de "Coasting" en anglais. [0002] Il existe des situations de vie où la volonté de couple à la roue est quasi-nulle et dans lesquelles le véhicule n'a pas besoin de couple moteur, ni de couple résistant parfois désigné comme "frein-moteur". [0003] Dans ces situations de vie, il est possible d'automatiser l'ouverture de la chaîne de traction sans action explicite du conducteur, et autant que possible de manière transparente pour ce dernier. Il est alors possible de réduire le régime moteur afin de minimiser la consommation de carburant et les émissions polluantes. [0004] Dans la phase de fonctionnement en roue libre, le moteur pourra toujours être alimenté tout en ayant un régime ralenti, ou alors être complètement arrêté, comme cela est le cas dans le mode d'arrêt et de redémarrage automatique du moteur (mode "Stop and Start" en anglais). [0005] Cette première condition d'entrée dans la phase de fonctionnement en roue libre (couple nul à la roue) est accompagnée d'autres conditions concernant notamment le régime moteur qui doit se situer dans une plage par exemple comprise entre 1200tours/min et 3500tours/min. Les bornes de cette plage sont susceptibles d'être modifiées en fonction de l'application. [0006] D'autres conditions d'entrée peuvent également être prises en compte, comme par exemple l'absence d'appui sur les pédales, l'absence d'action sur le système de direction, l'absence de régulation de la tenue de route mettant en oeuvre la chaîne de traction, l'absence de régulation du système de freinage automatique, ou l'absence de défaillance du groupe motopropulseur. [0007] Les conditions de sortie de la phase de fonctionnement en roue libre peuvent correspondre à la disparition des conditions d'entrée précitées. En complément, la 3064966 2 fermeture de la chaîne de traction ne doit pas mettre le moteur en situation de sous-régime ou de surrégime. Le régime de transmission de l'arbre primaire de la boîte de vitesses manuelle ou de la boîte de vitesses automatique est également un critère de sortie de la phase de fonctionnement en roue libre. 5 [0008] L'invention vise à sécuriser les phases de fonctionnement en roue libre du véhicule en proposant un procédé de commande d'une chaîne de traction, notamment d'un véhicule automobile, comportant un moteur thermique muni de chambres de combustion, une boîte de vitesses, et un dispositif d'accouplement interposé entre le moteur thermique et la boîte de vitesses, 10 caractérisé en ce que, suite à une vérification de conditions d'entrée ou de conditions de sortie d'une phase de fonctionnement en roue libre dans laquelle le moteur thermique et la boîte de vitesses sont découplés l'un de l'autre en roulage stabilisé du véhicule automobile, le procédé comporte: - une étape de détection d'un départ sur huile suivant lequel de l'huile de lubrification est 15 injectée dans les chambres de combustion entraînant une augmentation intempestive d'un régime moteur, et - une étape de reconfiguration de la chaîne de traction visant à réaliser au moins une interruption d'une fourniture de couple moteur. [0009] L'invention permet ainsi de protéger efficacement le conducteur d'une 20 accélération intempestive consécutive à un départ sur huile du moteur thermique lorsque le véhicule est en phase de fonctionnement en roue libre dite de "coasting". [0010] Selon une mise en oeuvre, suite à une entrée dans la phase de fonctionnement en roue libre et alors que le régime moteur décroît vers un régime cible, le procédé comporte: 25 - une étape de détection d'un départ sur huile par surveillance du régime moteur, et - une étape de reconfiguration de la chaîne de traction du véhicule automobile. [0011] Selon une mise en oeuvre, l'étape de reconfiguration de la chaîne de traction consiste notamment à interrompre une alimentation en carburant et en oxygène dans des cylindres du moteur thermique, et à fermer le dispositif d'accouplement de la chaîne de traction. Cela permet d'assurer la rotation du moteur thermique, garantissant ainsi le maintien du vide nécessaire à l'assistance du freinage. 3064966 3 [0012] Selon une mise en oeuvre, la fermeture du dispositif d'accouplement de la chaîne de traction pourra être différée par rapport à un moment de détection du départ sur huile. [0013] Selon une mise en oeuvre, suite à une demande de sortie de la phase de fonctionnement en roue libre engendrée par une condition de sortie qui n'est pas un appui 5 sur une pédale d'accélérateur, et alors que le régime moteur croît vers un régime cible, le procédé comporte: - une étape de détection d'un départ sur huile par détection d'une accélération du véhicule automobile supérieure à un seuil calibrable après une fermeture du dispositif d'accouplement, et 10 - une étape de reconfiguration de la chaîne de traction du véhicule automobile. [0014] Selon une mise en oeuvre, l'étape de reconfiguration de la chaîne de traction consiste notamment à interrompre une alimentation en carburant et en oxygène dans des cylindres du moteur thermique, et à ouvrir le dispositif d'accouplement de la chaîne de traction. Cela permet d'annuler le couple à la roue et d'interrompre l'accélération 15 intempestive. [0015] Selon une mise en oeuvre, le procédé comporte, après une ouverture rapide du dispositif d'accouplement de la chaîne de traction, une fermeture lente du dispositif d'accouplement de la chaîne de traction. Cela permet d'assurer la rotation du moteur thermique, garantissant ainsi le maintien du vide nécessaire à l'assistance du freinage. 20 [0016] Selon une mise en oeuvre, une mesure de l'accélération du véhicule automobile est déduite d'une vitesse du véhicule automobile mesurée par un système de freinage. [0017] L'invention a également pour objet un calculateur moteur pour véhicule automobile comportant une mémoire stockant des instructions logicielles pour la mise en oeuvre du procédé de commande d'une chaîne de traction tel que précédemment défini. 25 [0018] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. [0019] La figure 1 est une représentation schématique illustrant une chaîne de traction d'un véhicule automobile mettant en oeuvre le procédé selon la présente invention; 3064966 4 [0020] La figure 2 est une représentation graphique illustrant les variations en fonction du temps d'un régime moteur et d'un régime de transmission d'un véhicule automobile lors d'une entrée en phase de fonctionnement en roue libre pour un cas nominal; [0021] La figure 3 est une représentation graphique illustrant les variations en fonction 5 du temps du régime moteur et du régime de transmission du véhicule automobile lors d'un départ sur huile en entrée d'une phase de fonctionnement en roue libre; [0022] La figure 4 est une représentation graphique illustrant les variations en fonction du temps du régime moteur et du régime de transmission du véhicule automobile lors de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention pour contrecarrer un départ sur huile lors 10 d'une entrée dans une phase de fonctionnement en roue libre; [0023] La figure 5 est une représentation graphique illustrant les variations en fonction du temps d'un régime moteur et d'un régime de transmission du véhicule automobile lors d'une sortie d'une phase de fonctionnement en roue libre pour un cas nominal; [0024] La figure 6 est une représentation graphique illustrant les variations en fonction 15 du temps du régime moteur et du régime de transmission du véhicule automobile lors d'un départ sur huile en sortie d'une phase de fonctionnement en roue libre; [0025] La figure 7 est une représentation graphique illustrant les variations en fonction du temps du régime moteur et du régime de transmission du véhicule automobile lors de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention pour contrecarrer un départ sur huile lors 20 d'une sortie d'une phase de fonctionnement en roue libre. [0026] La figure 1 est une représentation schématique d'une chaîne de traction 10, notamment de véhicule automobile, comportant un moteur thermique 12 et une boîte de vitesses 14 reliée aux roues 15 du véhicule par l'intermédiaire d'une descente de pont. Un dispositif d'accouplement 16, par exemple un embrayage, est interposé entre le moteur 12 25 et la boîte de vitesses 14. La boîte de vitesses 14 pourra notamment prendre la forme d'une boîte de vitesses manuelle associée à un système de commande d'embrayage électrique assurant un découplage physique entre la pédale et l'embrayage, d'une boîte de vitesses manuelle robotisée, ou d'une boîte de vitesses automatique. [0027] Un calculateur moteur 17 pourra assurer une commande des différents éléments 30 de la chaîne de traction 10 en fonction notamment de paramètres d'entrée relatifs à leur état de fonctionnement. Ce calculateur moteur 17 comporte une mémoire stockant des 3064966 5 instructions logicielles pour la mise en oeuvre du procédé de commande de la chaîne de traction 10 selon l'invention décrit ci-après. [0028] Comme cela est représenté sur la figure 2, dans un mode nominal de fonctionnement, lorsque les conditions d'entrée dans une phase de fonctionnement en 5 roue libre sont respectées à un instant t1, l'actionneur d'ouverture de la chaîne de traction 10 permet le découplage du régime moteur R_mot et du régime de transmission R trans. Le régime moteur R_mot décroît alors vers un régime cible atteint à l'instant t2 (ralenti ou arrêt moteur), tandis que la vitesse de rotation de la transmission R trans, correspondant par exemple au régime de l'arbre primaire de la boîte de vitesses 14, reste déterminée par 10 la vitesse du véhicule et le rapport engagé. [0029] Au moment de l'ouverture de la chaîne de traction 10, le régime moteur R_mot est potentiellement au-dessus d'un seuil d'apparition des départs sur huile. En effet, on rappelle qu'un défaut d'entretien ou une défaillance du circuit de lubrification peuvent conduire à envoyer de l'huile de lubrification dans les chambres de combustion du moteur 15 12. Sous certaines conditions, l'huile qui se comporte alors comme un carburant peut ainsi être brulée. L'une de ces conditions est par exemple un régime moteur R_mot supérieur à 1500tours/min. Le moteur 12 génère alors un couple à la roue 15 supérieur à la volonté du conducteur (couple intempestif à la roue 15), qui se traduit au niveau du véhicule par une accélération intempestive avec un risque d'incident pour les occupants du véhicule. 20 [0030] On a représenté sur la figure 3 un exemple de départ sur huile lors d'une entrée dans la phase de fonctionnement en roue libre. Plus précisément, à l'instant t1, les conditions d'entrée étant respectées, la chaîne de traction 10 est ouverte de sorte que le régime moteur R_mot et le régime de transmission R_trans sont découplés. Le régime de transmission R_trans est sensiblement stable sur la période de temps, de l'ordre d'une 25 seconde, à l'issue de laquelle le régime moteur R_mot a atteint son régime cible. A l'instant t2, on observe un départ sur huile du moteur 12, ce qui provoque un emballement du moteur 12 avec une chaîne de traction 10 ouverte. [0031] A l'instant t3, les conditions de sortie de la phase de fonctionnement en roue libre sont respectées, ce qui engendre la fermeture de la chaîne de traction 10 et génère un 30 couple intempestif à la roue 15 et donc une accélération intempestive du véhicule. [0032] II est à noter que l'appui sur la pédale de frein est une condition de sortie de la phase de fonctionnement en roue libre. Le conducteur prenant conscience de 3064966 6 l'emballement du moteur 12 aura naturellement une action sur la pédale de frein, provoquant ainsi la fermeture de la chaîne de traction 10 et créant un couple intempestif à la roue 15 et une accélération intempestive du véhicule. [0033] Afin de résoudre ce problème, il est possible de détecter le départ sur huile lors 5 de l'entrée dans la phase de fonctionnement en roue libre en surveillant le régime moteur R mot. En effet, entre l'ouverture de la chaîne de traction 10 et l'atteinte par le moteur 12 de son régime cible (ralenti ou arrêté), le régime moteur R_mot doit décroître en permanence. Toute augmentation du régime moteur R_mot durant cette phase est le signe d'un départ sur huile. 10 [0034] Comme cela est représenté sur la figure 4, à l'instant t1 la chaîne de traction 10 entre dans la phase de fonctionnement en roue libre. Le régime moteur R_mot et le régime de transmission R trans sont découplés et diminuent tous les deux. A l'instant t2, un départ sur huile du moteur 12 est détecté par détection d'une augmentation anormale du régime moteur R mot. 15 [0035] A l'instant t3, le calculateur moteur 17 émet alors une consigne de reconfiguration de la chaîne de traction 10 du véhicule automobile consistant notamment à couper l'alimentation en carburant et en oxygène du moteur 12. Cela se traduit par une fermeture du doseur d'air (coupure d'arrivée d'air frais extérieur), une fermeture de la vanne de recirculation de gaz d'échappement (ou EGR en anglais pour "Exhaust Gas 20 Recirculation"), une ouverture de l'actionneur du turbocompresseur (coupure de la suralimentation), ainsi qu'une coupure de l'injection de carburant. Ces actions sont couplées à la fermeture de la chaîne de traction 10 par l'émission d'une consigne de ré-embrayage lent permettant d'assurer la rotation du moteur thermique 12 pour garantir le maintien du vide nécessaire à l'assistance du freinage. Par ré-embrayage "lent", on entend 25 un ré-embrayage étalé sur une durée comprise entre 1 et 5 secondes. [0036] La fermeture de la chaîne de traction 10 suite à la détection du départ sur huile pourra éventuellement être différée par rapport au moment de la détection du départ sur huile. Le délai entre la détection du départ sur huile et la fermeture de l'embrayage 16 pourra être compris entre 1 et 5 secondes. 30 [0037] Durant une phase de fonctionnement en roue libre stabilisée, le moteur 12 est au ralenti ou arrêté, donc sous le seuil critique d'apparition du départ sur huile à 1500tours/min. Il n'y a donc pas de risque de départ sur huile. 3064966 7 [0038] Comme cela est représenté sur la figure 5, dans un mode nominal de fonctionnement, lorsqu'une condition de sortie de la phase de fonctionnement en roue libre est détectée à un instant t1, le régime moteur R_mot est relancé jusqu'à atteindre le régime cible à l'instant t2, égal au régime de la transmission R trans. Lorsque le régime 5 moteur R_mot atteint cette cible, la chaîne de traction 10 est refermée. [0039] Lors de la sortie de la phase de fonctionnement en roue libre, le régime cible peut passer progressivement au-dessus du seuil de départ sur huile. Il existe donc un risque de départ sur huile durant la phase de montée en régime du moteur 12. Ce départ sur huile provoque un emballement du moteur 12, et permet d'atteindre le régime cible. L'atteinte de 10 ce régime cible provoque la fermeture de la chaîne de traction 10, et donc un couple intempestif à la roue 15 avec accélération intempestive du véhicule. [0040] Ainsi, comme cela est représenté sur la figure 6, à l'instant fi la chaîne de traction 10 sort de la phase de fonctionnement en roue libre. Le régime moteur R_mot augmente alors pour atteindre un régime cible correspondant à R trans. A l'instant t2, le régime 15 moteur R_mot ayant dépassé le seuil critique de 1500tours/min, on observe un départ sur huile. Le régime cible est atteint à l'instant t3, ce qui engendre la fermeture de la chaîne de traction 10, et donc un couple intempestif à la roue 15 avec une accélération intempestive du véhicule. La chaîne de traction 10 étant désormais fermée, la détection traditionnelle de départ sur huile sur la période P1, notamment par la surveillance de la pression de 20 suralimentation, contient le phénomène, à l'image de la surveillance et de la protection d'un groupe motopropulseur traditionnel. [0041] Néanmoins, parmi toutes les conditions de sortie de la phase de fonctionnement en roue libre, seul l'appui sur la pédale d'accélérateur est associé à une augmentation du couple à la roue 15 et à une accélération du véhicule. Toutes les autres conditions de 25 sortie sont associées à un couple nul à la roue 15, voire à une volonté de couple négatif. Il convient donc de pouvoir compléter la détection traditionnelle par un critère supplémentaire, visant à réduire les effets de cette accélération intempestive survenant au moment où le conducteur souhaite potentiellement réduire sa vitesse. [0042] Si la condition de sortie de la phase de fonctionnement en roue libre est un appui 30 sur la pédale d'accélérateur, le véhicule subit une accélération supérieure à la volonté du conducteur. Le conducteur prenant conscience de cette sur-accélération lève le pied de l'accélérateur et la surveillance des départs sur huile avec une chaîne de traction 10 fermée protège les occupants. 3064966 8 [0043] Si la condition de sortie n'est pas un appui sur la pédale d'accélérateur, le véhicule subit une accélération. Il convient alors de détecter toute accélération supérieure à un seuil calibrable et de l'interpréter comme symptôme d'un départ sur huile. La mesure de l'accélération du véhicule pourra notamment être déduite de la vitesse du véhicule 5 mesurée par le système de freinage. [0044] Ainsi, comme cela est représenté sur la figure 7, à l'instant t1, une condition de sortie de la phase de fonctionnement en roue libre qui n'est pas un appui sur la pédale d'accélérateur est vérifiée. Le régime moteur R_mot augmente alors pour atteindre un régime cible correspondant à R trans. 10 [0045] A l'instant t2, le régime moteur R_mot ayant dépassé le seuil critique de 1500tours/min, on observe un départ sur huile. Le régime cible est atteint à l'instant t3, ce qui engendre la fermeture de la chaîne de traction 10, et donc un couple intempestif à la roue 15 avec une accélération intempestive du véhicule. [0046] A l'instant t4, une accélération supérieure au seuil calibrable est détectée, et le 15 calculateur moteur 17 émet alors une consigne de reconfiguration de la chaîne de traction 10 du véhicule automobile consistant notamment à couper l'alimentation en carburant et en oxygène du moteur 12. [0047] Ces actions sont couplées à l'ouverture rapide de la chaîne de traction 10 afin d'annuler le couple à la roue 15 et d'interrompre l'accélération intempestive, suivie de la 20 fermeture lente de la chaîne de traction 10 permettant d'assurer la rotation du moteur 12 pour garantir le maintien du vide nécessaire à l'assistance du freinage. Par ouverture "rapide" de la chaîne de traction 10, on entend une ouverture de l'embrayage 16 réalisée sur une durée comprise entre 0,1 et 0,5 seconde. Par fermeture "lente" de la chaîne de traction 10, on entend une fermeture de l'embrayage 16 réalisée sur une durée comprise 25 entre 1 et 5 secondes. REVENDICATIONS1. Procédé de commande d'une chaîne de traction (10), notamment d'un véhicule automobile, comportant un moteur thermique (12) muni de chambres de combustion, une boîte de vitesses (14), et un dispositif d'accouplement (16) interposé entre le moteur thermique (12) et la boîte de vitesses (14), caractérisé en ce que, suite à une vérification de conditions d'entrée ou de conditions de sortie d'une phase de fonctionnement en roue libre dans laquelle le moteur thermique (12) et la boîte de vitesses (14) sont découplés l'un de l'autre en roulage stabilisé du véhicule automobile, le procédé comporte: - une étape de détection d'un départ sur huile suivant lequel de l'huile de lubrification est injectée dans les chambres de combustion entraînant une augmentation intempestive d'un régime moteur (R mot), et - une étape de reconfiguration de la chaîne de traction (10) visant à réaliser au moins une interruption d'une fourniture de couple moteur. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, suite à une entrée dans la phase de fonctionnement en roue libre et alors que le régime moteur (R mot) décroît vers un régime cible, le procédé comporte: - une étape de détection d'un départ sur huile par surveillance du régime moteur (R mot), et - une étape de reconfiguration de la chaîne de traction (10) du véhicule automobile. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'étape de reconfiguration de la chaîne de traction (10) consiste notamment à interrompre une alimentation en carburant et en oxygène dans des cylindres du moteur thermique (12), et à fermer le dispositif d'accouplement (16) de la chaîne de traction (10). 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la fermeture du dispositif d'accouplement (16) de la chaîne de traction (10) pourra être différée par rapport à un moment de détection du départ sur huile. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, suite à une demande de sortie de la phase de fonctionnement en roue libre engendrée par une condition de sortie qui n'est pas un appui sur une pédale d'accélérateur, et alors que le régime moteur (R mot) croît vers un régime cible, le procédé comporte: 3064966 10 - une étape de détection d'un départ sur huile par détection d'une accélération du véhicule automobile supérieure à un seuil calibrable après une fermeture du dispositif d'accouplement (16), et - une étape de reconfiguration de la chaîne de traction (10) du véhicule automobile. 5 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'étape de reconfiguration de la chaîne de traction (10) consiste notamment à interrompre une alimentation en carburant et en oxygène dans des cylindres du moteur thermique (12), et à ouvrir rapidement le dispositif d'accouplement (16) de la chaîne de traction (10). 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte, après l'ouverture 10 rapide du dispositif d'accouplement (16) de la chaîne de traction (10), une fermeture lente du dispositif d'accouplement (16) de la chaîne de traction (10). 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'une mesure de l'accélération du véhicule automobile est déduite d'une vitesse du véhicule automobile mesurée par un système de freinage. 15 9. Calculateur moteur (17) pour véhicule automobile comportant une mémoire stockant des instructions logicielles pour la mise en oeuvre du procédé de commande d'une chaîne de traction (10) tel que défini selon l'une quelconque des revendications précédentes.