Brevet FR3079486A1 — publié le 20191004

PROCEDE DE COMMANDE AUTOMATIQUE DE CHANGEMENTS D'ETATS D'UN GROUPE MOTOPROPULSEUR PAR ECHANGE D'INFORMATIONS INTER SYSTEMES L'invention concerne la commande automatique des groupes 5 motopropulseurs (GMP) de véhicule automobile disposant déjà d'un mode « normal », d'un mode « roue libre moteur tournant » (ou « sailing idle ») , et d'une fonction de coupure et de redémarrage automatique du moteur thermique, dite « start and stop ». Plus précisément, elle a pour objet un procédé de 10 commande automatique de changements d'état, d'un groupe motopropulseur composé d'un moteur thermique accouplé à une transmission automatique disposant d'au moins un embrayage de coupure entre le moteur et les roues d'un véhicule, par échanges d'instructions inter-systèmes entre un calculateur du moteur et 15 un calculateur de transmission, en vue de quitter un mode de déplacement normal en coupant le moteur à l'approche de l'arrêt, ou en ouvrant l'embrayage en vue d'entrer dans un mode de déplacement en roue libre avec le moteur tournant. La fonction « Stop and Start » permet d'arrêter le moteur 20 à 0 km/h, pied sur le frein. Le but du déplacement en roue libre moteur tournant, ou « sailing idle », est de découpler la transmission du moteur, afin de disposer d'un véhicule en roue libre avec un moteur au régime de ralenti. Par la publication FR 3 030 423, on connaît un procédé de 25 commande automatique d'un véhicule automobile pour le passage d'un mode "normal" vers un mode "roue libre". Le véhicule concerné comporte un moteur susceptible de fournir un couple à des roues motrices, par l'intermédiaire d'un embrayage commandé automatiquement. Les roues motrices du véhicule sont accouplées 30 au moteur par l'embrayage en mode « normal », ou découplées de celui-ci en mode « roue libre ». Selon ce procédé, une phase de transition est interposée chronologiquement entre le mode « normal » et le mode « roue libre ». Durant cette période, le régime du moteur est commandé automatiquement de manière que 35 l'arbre mené par l'embrayage tourne à la même vitesse que son arbre menant, sans transmission de couple aux roues avant d'ouvrir 2 l'embrayage, au lieu d'être placé directement sur son régime de ralenti. Cette période de transition permet d'éviter un à-coup, lors de l'ouverture de l'embrayage, ou si un freinage entraîne le retour en mode « normal » en refermant brusquement l'embrayage. Par ailleurs, le déclenchement de cette étape de transition est reporté, si la demande de passage en roue libre intervient lorsque la boîte de vitesses est en cours de changement d'état. Dans ce procédé, l'échange d'informations et d'instructions entre le calculateur du moteur, et celui d'une transmission automatique, assure la cohérence souhaitée entre le comportement du moteur d'une part, et celui de la boîte de vitesses avec son embrayage d'autre part, pour gérer les transitions entre un mode « normal » et un mode de roue libre du type « sailing idle », où le moteur est placé sur son ralenti. Si on introduit en plus la possibilité de couper le moteur, en mode « normal » ou en mode « roue libre », la cohérence entre le comportement du moteur et celui de la transmission, est plus complexe à établir. De nouveaux états du GMP, doivent être gérés. L'échange de nouvelles requêtes inter-systèmes entre le moteur et la transmission, est nécessaire pour d'assurer un bon niveau de performance et de prestation, en termes de vitesses, de choc, et de vibrations ressenties. La présente invention a pour but de construire un nouvel échange d'informations inter-systèmes au sein du GMP, qui permette de réduire la consommation de carburant, ainsi que les émissions de CO2, grâce à l'extension des modes « stop and start » et « sailing idle », par d'autres modes de fonctionnement. Dans ce but, elle prévoit que les instructions inter- systèmes, incluent la réalisation d'une coupure du moteur, d'une part en déplacement normal à vitesse élevée lors du relâchement de la pédale d'accélérateur avec le pied sur le frein, et d'autre part lors du déplacement en roue libre avec les pédales d'accélérateur et de frein relâchées. De préférence, l'envoi d'informations inter-systèmes de l'ECM vers l'ATCU, inclut une demande de préparation de la 3 transmission automatique à l'ouverture de l'embrayage et à la gestion du couple moteur, la demande de déplacement en roue libre avec le moteur tournant sur son ralenti, et la demande de déplacement en roue libre avec le moteur coupé. 5 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront clairement de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 regroupe les états du GMP, 10 - la figure 2 décrit la fonction de « coasting stop high speed », ou « arrêt débrayé à haute vitesse », - la figure 3 présente les échanges inter systèmes associés à cette fonction, - la figure 4 décrit la fonction « sailing stop », ou 15 « roue libre moteur arrêté », et - la figure 5 présente les échanges inter systèmes associés à cette fonction. La commande automatique de changements d'états illustrée par la figure 1, concerne un groupe motopropulseur (GMP) composé 20 d'un moteur thermique accouplé à une transmission automatique disposant d'au moins un embrayage de coupure entre le moteur et les roues d'un véhicule. La commande automatique de ces changements d'états s'effectue par échanges d'instructions inter-systèmes entre un calculateur du moteur (ECM) et un calculateur 25 de transmission (ATCU). Ces échanges permettent de quitter un mode de déplacement normal, en coupant le moteur à l'approche de l'arrêt, ou en ouvrant l'embrayage en vue d'entrer dans un mode de déplacement en roue libre avec le moteur tournant. Ce déplacement appelé couramment « sailing idle » s'effectue avec le 30 moteur tournant sur son régime de ralenti. La figure 1 met aussi en évidence de nouvelles fonctions introduites pour étendre les échanges d'informations inter-systèmes GMP, gérant un mode « normal » et un mode « roue libre sur le ralenti » ou « sailing idle ». Ces deux modes sont associés 35 à d'autres états, intermédiaires ou complémentaires, permettant de combiner les avantages de la fonction roue libre et de la - 4 coupure éventuelle du moteur. Une nouvelle fonction, dite « coasting stop high speed », pour « arrêt débrayé à haute vitesse », est prévue. A partir du mode « normal », elle permet l'arrêt du moteur à environ 20km/h, lorsque la pédale 5 d'accélération est relâchée, avec le pied sur le frein. Dans ces circonstances, le calculateur du moteur arrête le moteur pour économiser du carburant. Le schéma indique encore deux autres états où le moteur peut être coupé : 10 - l'arrêt automatique du moteur lors de l'immobilisation du véhicule, ou « auto stop » lié à la fonction de coupure et redémarrage automatique du moteur à l'arrêt (« stop and start »), par exemple en dessous de 5 km/h, et un nouveau déplacement en roue libre, avec cette fois 15 le moteur coupé, appelée « sailing stop ». Un état intermédiaire, d'entrée en roue libre ou « entry sailing » est prévu pour passer du mode « normal », à l'un ou l'autre des deux modes de roue libre « Sailing Stop » ou « sailing idle ». Enfin, on peut repasser en mode normal à partir des deux 20 modes de roue libre. Pour assurer un démarrage dans les meilleures conditions, lorsque le moteur a été est coupé automatiquement (que ce soit en mode « auto stop », « coasting stop high speed » « ou sailing stop »), il faut que la transmission automatique ait « pré- 25 engagé » le rapport optimal. Celui-ci est fonction du type d'arrêt moteur demandé. C'est pourquoi il est nécessaire d'étendre les échanges d'informations inter-systèmes, en mettant en place un « inter systèmes » spécifique entre le calculateur du moteur (ECM), et celui de la transmission automatique (ATCU). 30 Conformément à l'invention, les instructions inter-systèmes échangées incluent la réalisation d'une coupure du moteur, d'une part en déplacement normal à vitesse élevée lors du relâchement de la pédale d'accélérateur avec le pied sur le frein, et d'autre part lors du déplacement en roue libre avec les pédales 35 d'accélérateur et de frein relâchées. L'envoi d'informations inter systèmes de l'ECM vers l'ATCU - 5 inclut désormais une demande de préparation de la transmission automatique à l'ouverture de l'embrayage et à la gestion du couple moteur, la demande de déplacement en roue libre avec le moteur tournant sur son ralenti, et la demande de déplacement en roue 5 libre avec le moteur coupé. L'entrée et la sortie du mode « coasting stop high speed », ou « arrêt débrayé à haute vitesse », à partir du mode « normal », sont illustrées par la figure 2. Cette fonction correspond à un arrêt du moteur à environ 20kmh, avec la pédale d'accélération 10 relâchée, et le pied sur le frein. Elle permet l'arrêt du moteur, dans le but d'un gain plus important de carburant. Le cas d'usage concerné est par exemple l'arrivée sur un obstacle ou un évènement (de type feu rouge, rond-point), où le conducteur relâche l'accélérateur, et commence à freiner. La figure montre 15 l'évolution dans le temps de la position de pédale l'accélérateur, du régime moteur, de l'embrayage, et du coordinateur du GMP. Conformément à l'invention, la demande d'autorisation de couper le moteur à haute vitesse pour ralentir le véhicule en roue libre avec le moteur coupé, est envoyée par l'ECM à l'ATCU, lorsque le 20 moteur est sur son ralenti, avec la pédale d'accélérateur complètement relâchée et la pédale de frein appuyée. Afin d'assurer un redémarrage ultérieur dans les meilleures conditions, la transmission automatique doit pré-engager le rapport optimal en fonction du type d'arrêt moteur demandé, « auto 25 stop », « coasting stop high speed » ou « sailing stop ». Un « inter-systèmes » spécifique, résumé par la figure 3, est mis en place entre l'ECM et l'ATCU pour le passage entre le mode « normal » et le mode « coasting stop high speed ». L'ECM envoie la requête « ICE StartStopStatus » à l'ATCU, pour exprimer sa 30 volonté d'arrêt moteur. L'ATCU envoie en retour un message « AT StartStopMode » à l'ECM, pour répondre positivement à cette requête lorsque la transmission est correctement prédisposée. En référence à la figure 2, la requête « ICE StartStopStatus » est envoyée à la date t/, avec la pédale d'accélérateur complètement 35 relâchée, la pédale de frein appuyée, et le moteur au ralenti. L'autorisation de l'ATCU « AT StartStopMode » est envoyée au - 6 moteur à la date t2, lorsque la transmission est prédisposée pour le redémarrage suivant du moteur. En résumé, la demande d'autorisation de couper le moteur à haute vitesse pour un arrêt débrayé à haute vitesse, est envoyée par l'ECM à l'ATCU, lorsque 5 le moteur est sur son ralenti, avec la pédale d'accélérateur complètement relâchée, et la pédale de frein appuyée. La fonction « sailing stop » illustrée par la figure 4, correspond à une extension du « sailing idle », en coupant le moteur pour optimiser la consommation, une fois la transmission 10 automatique découplée du moteur. La demande d'autorisation de couper le moteur pour entrer en phase de déplacement en roue libre, est envoyée par l'ECM à l'ACTU en l'absence de freinage. Pour assurer la fonction « sailing stop », un inter-système spécifique, résumé par la figure 5, est mis en place entre l'ECM et l'ATCU. 15 L'ECM envoie sa volonté de passer en roue libre à l'ATCU, par une requête intitulée « ECM SailingRequest ». Il envoie une demande d'autorisation d'arrêter le moteur par une autre requête intitulée « ICE StartStopStatus ». Puis l'ATCU autorise l'arrêt du moteur avec le message « AT StartStopMode », et le passage en roue libre, 20 avec le message « AT SailingRequest ». Le cas d'usage visé par cet exemple est le suivant. A la date tO, le conducteur relâche l'accélérateur, sans freiner. A la date tl, l'ECM exprime sa volonté d'entrée en roue libre. A la date t2, l'embrayage de la transmission est ouvert complètement. 25 A la date t3, la pédale d'accélérateur est entièrement relâchée, et le moteur est sur son ralenti. La demande d'autorisation de coupure du moteur intervient à la date t4. Elle est accordée par l'ATCU à la date t5. L'autorisation de couper le moteur pour entrer en phase de déplacement en roue libre avec le moteur coupé est 30 donnée par l'ACTU à l'ECM, après que le régime du moteur est descendu sur son ralenti. A la date t6, la coupure du moteur est réalisée. Le GMP est en mode « sailing stop ». L'inter-systèmes « ECM SailingRequest », qui traduit la volonté du moteur de placer le GMP en roue libre (demande de roue 35 libre du moteur) peut contenir déjà les états et les requêtes suivantes : - 7 - le mode normal par défaut : « normal driving », - la demande de préparation à la transmission automatique d'ouverture et gestion du couple moteur : « entry sailing », - l'état embrayage ouvert, et moteur tournant au régime de 5 ralenti : « sailing idle ». En introduisant la possibilité de couper le moteur en roue libre, l'invention ajoute à cet inter systèmes, l'état « sailing stop » où le véhicule se déplace avec l'embrayage ouvert, et moteur arrêté. Conformément à l'invention, les informations 10 envoyées par l'EGM à l'ACTU incluent une demande de préparation de la transmission pour se prédisposer au roulage en roue libre moteur coupé. L'invention n'entraîne pas d'évolution de l'inter systèmes « AT SallingRequest » qui contient déjà les états et requêtes : 15 - « sailing » autorisé, - Inhibition de la phase « entry sailing », - Inhibition du passage « entry sailing » à « sailing » temporaire, - Demande de sortie de « sailing », 20 - Interdiction de sortie de « sailing ». En revanche, l'inter systèmes « AT StartStopMode » évolue par l'ajout de deux états supplémentaires, qui concernent l'autorisation de couper le moteur lors d'un freinage en mode normal autour de 20km/h « coasting entry allowed » et de le couper 25 en roue libre sans freinage « sailing stop allowed ». Les trois états existants, sans les nouvelles fonctions peuvent être : - Couple transmis par la transmission automatique : « normal cperation », 30 - Transmission automatique prédisposée à l'arrêt moteur à 0km/h : « stop auto allowed », et - Retour de la transmission automatique sur sa compréhension de moteur arrêté (« running down »). A ces états, s'ajoutent désormais deux nouveaux états : 35 - Transmission automatique prédisposée à « arrêt débrayé à haute vitesse » : « coasting entry allowed », et - 8 - Transmission automatique prédisposée à l'arrêt du moteur en roue libre (arrêt entre 30 et 130kmh) : « Sailing stop allowed ». L'inter systèmes « ICE StartStopStatus » pour transmettre le type d'arrêt demandé à la l'ATCU, peut déjà contenir les états 5 suivants (outre l'état moteur coupé « off ») : 1. Dans une phase d'initialisation, avant l'autonomie du moteur : - un mode par défaut, où le moteur est autonome « Engine running », 10 - un mode de préparation à l'arrêt du moteur par fermeture du boîtier papillon « anticipation stop », - la préparation à l'arrêt moteur « begin stop », - la fermeture du boîtier papillon et la coupure d'injection « end stop » 15 2. Dans une phase d'arrêt du moteur : - le démarrage moteur de type « reflex start » (régime moteur REVENDICATIONS1. Procédé de commande automatique de changements d'états d'un groupe motopropulseur (GMP) composé d'un moteur thermique accouplé à une transmission automatique disposant d'au moins un embrayage de coupure entre le moteur et les roues d'un véhicule, par échanges d'instructions inter-systèmes entre un calculateur du moteur (ECM) et un calculateur de transmission (ATCU), en vue de quitter un mode de déplacement normal en coupant le moteur à l'approche de l'arrêt, ou en ouvrant l'embrayage en vue d'entrer dans un mode de déplacement en roue libre avec le moteur tournant, caractérisé en ce que les instructions inter-systèmes échangées incluent la réalisation d'une coupure du moteur, d'une part en déplacement normal à vitesse élevée lors du relâchement de la pédale d'accélérateur avec le pied sur le frein, et d'autre part lors du déplacement en roue libre avec les pédales d'accélérateur et de frein relâchées. 2. Procédé de commande automatique de changements d'états selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'envoi d'informations inter-systèmes de l'ECM vers l'ATCU inclut une demande de préparation de la transmission automatique à l'ouverture de l'embrayage et à la gestion du couple moteur, la demande de déplacement en roue libre avec le moteur tournant sur son ralenti, et la demande de déplacement en roue libre avec le moteur coupé. 3. Procédé de commande automatique de changements d'états selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'envoi d'informations de l'ATCU vers l'ECM inclut l'autorisation d'entrée du GMP en phase d'arrêt débrayé à haute vitesse, ou en phase de déplacement en roue libre avec le moteur coupé. 4. Procédé de commande automatique de changements d'état selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les informations envoyées par l'ECM à l'ACTU incluent une demande de préparation de la transmission pour se prédisposer au roulage en roue libre moteur coupé. 5. Procédé de commande automatique de changements d'états selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les informations envoyées par l'ECM à l'ATCU incluent une demande de préparation à la transmission, pour se prédisposer à vitesse élevée, à un arrêt débrayé. 5 6. Procédé de commande automatique de changements d'états selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il inclut une demande de préparation à la transmission, pour se prédisposer à basse vitesse, à un arrêt débrayé. 7. Procédé de commande automatique de changements d'états 10 selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il inclut une demande de préparation à la transmission, pour se prédisposer à un arrêt du moteur. 8. Procédé de commande automatique de changements d'états selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que 15 la demande d'autorisation de couper le moteur à haute vitesse pour un arrêt débrayé, est envoyée par l'ECM à l'ATCU, lorsque le moteur est sur son ralenti, avec la pédale d'accélérateur complètement relâchée et la pédale de frein appuyée. 9. Procédé de commande automatique de changements d'états 20 selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la demande d'autorisation de couper le moteur pour entrer en phase de déplacement en roue libre, est envoyée par l'ECM à l'A= en l'absence de freinage. 10. Procédé de commande automatique de changements d'états 25 selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'autorisation de couper le moteur pour entrer en phase de déplacement en roue libre avec le moteur coupé, est donnée par l'ACTU à l'ECM après que le régime du moteur est descendu sur son ralenti. 30