FR3043961A1 - Procede de gestion de l'alimentation d'une unite de commande electronique pendant la phase de demarrage d'un vehicule automobile - Google Patents

Procede de gestion de l'alimentation d'une unite de commande electronique pendant la phase de demarrage d'un vehicule automobile Download PDF

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Abstract

Procédé de gestion de l'alimentation d'une unité de commande électronique (1) pendant la phase de démarrage moteur d'un véhicule automobile, ladite unité de commande électronique comprenant un microcontrôleur (2), caractérisé en ce que : • on détecte une commande de démarrage moteur (7) indiquant le début de la phase de démarrage ; • on réduit la fréquence d'utilisation du microcontrôleur (2) ; • on maintient cette fréquence réduite d'utilisation du microcontrôleur (2) tant que le démarrage effectif du moteur n'est pas acquitté ; • on rétablit la fréquence d'utilisation du microcontrôleur (2) lorsque le démarrage effectif du moteur est acquitté.

Description

La présente invention concerne un procédé de gestion de l'alimentation d'une unité de commande électronique pendant la phase de démarrage d’un véhicule automobile.
Un véhicule automobile comporte de manière classique une unité de commande électronique (encore appelée « BCM >> ou « Body Control Module >> en langue anglaise) d’un certain nombre d’équipements du véhicule. Parmi ces équipements, on peut citer, par exemple, le système de commande électrique des vitres du véhicule, le système de commande électrique des rétroviseurs, le système d’air conditionné, le système d’immobilisation du véhicule, le système de fermeture centralisée, etc. Une telle unité de commande électronique comporte généralement un microcontrôleur, un régulateur de tension, une horloge, des entrées, des sorties, une mémoire, etc. Cette unité de commande électronique est alimentée par la batterie du véhicule. Plus la fréquence de fonctionnement de l’unité de commande électronique est élevée, plus la consommation énergétique est élevée. L’unité de commande électronique comporte deux modes de configuration : • un mode de faible puissance pendant lequel l’unité de commande électronique est en veille et a pour fonction principale d'examiner les sources de réveil de ladite unité de commande électronique, alimentées périodiquement ; • un mode de haute puissance, déclenché immédiatement après la détection d’une source de réveil, telle que par exemple une commande de démarrage du moteur du véhicule, et pendant lequel toutes les entrées de l’unité de commande électronique sont alimentées en continu, ladite unité de commande électronique étant ainsi commutée à un mode de fonctionnement à fréquence élevée via une boucle à verrouillage de phase.
Cette variation de tension présente le profil suivant (illustré en trait plein à la figure 1) : • une première phase ti dite « phase d’initialisation du démarrage » correspondant à la mise en marche du démarreur du moteur du véhicule. Le démarreur étant un grand consommateur de courant, on enregistre, pendant cette phase, une chute importante de la tension de batterie, cette dernière passant d’une valeur nominale UB, de l’ordre de 13,5 Volts, à une valeur Us de l’ordre de 4,5 Volts ; • une phase intermédiaire t2 dite « phase sous démarreur » pendant laquelle la tension de la batterie remonte et oscille autour d’une valeur UD, ces oscillations correspondant à l’action du démarreur ; • une dernière phase t3 dite « phase de sortie du démarrage », lorsque le moteur tourne. On enregistre, pendant cette phase, une remontée de la tension jusqu’à revenir à la valeur nominale de la tension batterie UB.
Lorsque la batterie est vieillissante, ou encore par temps froid avec des températures très basses, il y a un risque, lors de la chute de tension de la première phase t1, que la tension de la batterie passe en dessous d’un seuil de réinitialisation USr de l’unité de commande électronique et pouvant notamment entraîner une perte de fonctionnement de ladite unité de commande électronique. Selon les caractéristiques des produits électroniques, ce seuil de réinitialisation USr varie entre 3,5 et 4,5 Volts.
Il est connu, pour remédier à ce problème de réinitialisation de l’unité de commande électronique, d’utiliser un ou plusieurs condensateurs, encore appelés « condensateurs réservoirs », montés en parallèle, en amont du régulateur de tension, et permettant de ralentir la chute de tension de la première phase L, empêchant ladite tension UC en entrée de l’unité de commande électronique de passer en dessous du seuil de réinitialisation USr (comme illustré en pointillés sur la figure 1) et, par conséquent, assurant le maintien des fonctions de ladite unité de commande électronique. Ainsi, ces condensateurs réservoirs, chargés en permanence, assurent une fonction tampon en cas de défaillance de la batterie. La valeur de la capacité de ces condensateurs réservoirs varie de sorte à assurer que la tension en sortie du régulateur de tension soit supérieure au seuil de réinitialisation USr, et dépend donc de la consommation de l’unité de commande électronique. Ainsi, plus la consommation de l’unité de commande électronique est élevée, plus la capacité des condensateurs réservoirs est élevée. Cependant, plus la capacité des condensateurs réservoirs est élevée, plus leur taille est importante de sorte qu’ils occupent une plus grande surface sur le circuit imprimé de l’unité de commande électronique, augmentant l’encombrement de cette dernière. De plus, ces composants électroniques ont un coût inévitable qu’il convient de réduire.
Il est encore connu et préconisé de désactiver certaines fonctions non essentielles à la phase de démarrage telles que, par exemple, la fonction de réception radiofréquence, les fonctions responsables de l’authentification de la clé d’accès au véhicule, de l’extinction des dispositifs lumineux, des essuie vitre, etc., et de ne maintenir, pendant la phase de démarrage du moteur, uniquement les fonctions essentielles, telles que les communications du bus CAN (de l’anglais « Controller Area Network »), lorsque le véhicule est équipé d’un tel bus de données.
Cependant, la tendance actuelle est de fournir des véhicules comportant toujours plus de fonctions embarquées, ce qui conduit inévitablement à une hausse de la consommation énergétique dès la phase de démarrage du moteur du véhicule.
Le but de la présente invention est de proposer un mode de démarrage exempt des inconvénients susmentionnés.
Selon l’invention ce but est atteint grâce à un procédé de gestion de l'alimentation d'une unité de commande électronique pendant la phase de démarrage moteur d’un véhicule automobile, ladite unité de commande électronique comprenant un microcontrôleur, remarquable en ce que : • on détecte une commande de démarrage moteur indiquant le début de la phase de démarrage moteur ; • on réduit la fréquence d’utilisation du microcontrôleur ; • on maintient cette fréquence réduite d’utilisation du microcontrôleur tant que le démarrage effectif du moteur n’est pas acquitté ; • on rétablit la fréquence d’utilisation du microcontrôleur lorsque le démarrage effectif du moteur est acquitté.
Le procédé selon l’invention procure plusieurs avantages intéressants. Notamment : • une diminution de la consommation énergétique au cours de la phase de démarrage moteur du véhicule ; • une diminution de la valeur de la capacité des condensateurs réservoirs utilisés pour pallier la chute de tension batterie au démarrage moteur du véhicule ; • et, par conséquent, une diminution de l’encombrement de d’unité de commande électronique.
Selon un exemple de réalisation préféré : • lorsque la commande de démarrage moteur est détectée et que la fréquence d’utilisation du microcontrôleur de l’unité de commande électronique est réduite, on alimente uniquement les entrées impliquées dans ladite phase de démarrage moteur du véhicule, les autres entrées n’étant pas alimentées ou inhibées ; • lorsque le démarrage effectif du moteur est acquitté et que la fréquence d’utilisation du microcontrôleur de l’unité de commande électronique est rétablie à sa valeur nominale, toutes les entrées du microcontrôleur sont alimentées en continu.
De la sorte, lorsqu’il est possible de se passer de certaines fonctions non essentielles à la phase de démarrage, l’économie énergétique est encore améliorée.
Selon un exemple de réalisation préféré, lorsque la phase de démarrage est détectée et que la fréquence d’utilisation du microcontrôleur de l’unité de commande électronique est réduite, les entrées impliquées dans ladite phase de démarrage moteur du véhicule sont alimentées périodiquement.
Selon un exemple de réalisation préféré, lorsque l’unité de commande électronique est munie d’un bus CAN, la fréquence d’utilisation du microcontrôleur de l’unité de commande électronique pendant la phase de démarrage est égale à la fréquence d’horloge dudit bus CAN.
Selon un exemple d’exécution préféré, la fréquence d’utilisation du microcontrôleur de l’unité de commande électronique pendant la phase de démarrage est de l’ordre de 8MHz.
Selon un exemple de réalisation avantageux, la réduction de la fréquence d’utilisation du microcontrôleur est réalisée au moyen d’une boucle à verrouillage de phase.
Selon un mode de réalisation avantageux, la détection de la commande de démarrage se fait par détection de la mise du contact du véhicule ou par détection de l’actionnement d’un bouton « marche » de mise en marche du moteur du véhicule ou par commande logiciel de démarrage.
Selon un mode de réalisation, lorsque le microcontrôleur est équipé d’un bus CAN, l’acquisition de l’information de l’acquittement du démarrage effectif du moteur se fait par communication dudit bus CAN.
Selon un autre exemple de réalisation, l’acquisition de l’information de l’acquittement du démarrage effectif du moteur se fait par surveillance de la tension de charge de la batterie, par détection d’une pente positive de la variation de ladite tension et d’un dépassement d’un seuil préalablement défini.
Selon un autre exemple de réalisation, l’acquisition de l’information de l’acquittement du démarrage effectif du moteur se fait par surveillance de la tension de charge des condensateurs réservoirs, par détection d’une pente positive de la variation de ladite tension et d’un dépassement d’un seuil préalablement défini. D’autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention, ressortiront de la description qui suit à titre d’exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : - La figure 1, comme discutée précédemment, est une vue illustrant, en trait plein, le profil de variations de la tension de batterie, lors de la phase de démarrage moteur du véhicule et, en pointillés, le profil de variations de la tension en entrée de l’unité de commande électronique, selon l’état de l’art. - La figure 2 est une vue illustrant, en trait plein, le profil de variations de la tension de batterie, lors de la phase de démarrage moteur du véhicule, et, en pointillés, le profil de variations de la tension en entrée de l’unité de commande électronique obtenu par application du procédé selon l’invention. - La figure 3 est une vue schématique illustrant le schéma électronique d’un premier exemple de mise en œuvre du procédé de gestion selon l’invention. - La figure 4 est une vue schématique illustrant le schéma électronique d’un autre exemple de mise en œuvre du procédé de gestion selon l’invention.
Comme illustré à la figure 3, une unité de commande électronique 1 comporte généralement : • un microcontrôleur 2, • un régulateur de tension 3, • une horloge 4, • des entrées, • des sorties, • une mémoire, etc.
Cette unité de commande électronique est alimentée par la batterie 5 du véhicule.
Une telle unité de commande électronique 1 comporte encore, en amont du régulateur de tension 3, un ou plusieurs condensateurs réservoirs 6.
Selon l’invention, le procédé de gestion de l'alimentation de l’unité de commande électronique 1 pendant la phase de démarrage d’un véhicule automobile, comprend les étapes suivantes : • détection une commande de démarrage moteur 7 indiquant le début la phase d’initialisation de démarrage ; • réduction de la fréquence d’utilisation du microcontrôleur 2 de l’unité de commande électronique 1 ; • maintien de cette fréquence réduite d’utilisation du microcontrôleur 2 de l’unité de commande électronique 1 tant que le démarrage effectif du moteur n’est pas acquitté ; • rétablissement de la fréquence normale d’utilisation du microcontrôleur 2 de l’unité de commande électronique 1 lorsque le démarrage effectif du moteur est acquitté.
Le procédé de l’invention permet ainsi de diminuer la consommation énergétique pendant la phase de démarrage moteur du véhicule automobile et, par conséquent, il permet, pour une même valeur de capacité du ou des condensateurs réservoirs 6 utilisée actuellement, de diminuer la chute de tension aux bornes du ou des condensateurs réservoirs 6 au démarrage moteur du véhicule. Autrement dit, le procédé selon l’invention permet de filtrer la variation de la tension en entrée de l’unité de commande électronique 1 comme illustré à la figure 2, pendant la phase de démarrage moteur du véhicule, et notamment pendant la phase t1 d’initialisation du démarrage, de sorte que cette tension reste au-delà du seuil de réinitialisation USr de l’unité de commande électronique 1.
Ainsi, la marge de manœuvre quant à la valeur de la capacité du ou des condensateurs réservoirs nécessaire pour que la tension en entrée de l’unité de commande électronique 1 demeure au dessus du seuil de réinitialisation USr est améliorée. De la sorte, il est possible d’obtenir un profil de tension aux bornes du ou des condensateurs réservoirs 6 au démarrage moteur du véhicule avec une chute de tension à la limite du seuil de réinitialisation USr (profil identique à celui de l’art antérieur illustré à la figure 1), avec une valeur réduite de la capacité du ou des condensateurs réservoirs 6.
La détection de la commande de démarrage moteur 7 est réalisée de différentes manières. Par exemple, la phase de démarrage est détectée : • lors de la mise du contact (encore appelée commande « key-on » en langue anglaise) • par l’actionnement d’un bouton « start » d’un organe de démarrage/arrêt (usuellement appelé bouton « start / stop » - pour démarrage et arrêt en langue anglaise) de transmission à un calculateur de commande du moteur d’un ordre de mise en route ou d’arrêt de ce moteur ; • par commande logiciel de démarrage, pour les véhicules intégrant une fonction dite « stop and go » (de l’anglais arrêt et redémarrage) à savoir une fonction d’arrêt du moteur lorsque le véhicule est immobile et de redémarrage automatique dés que le véhicule reprend son déplacement (suite par exemple à l’appui sur la pédale d’accélérateur ou sur la pédale d’embrayage).
Lorsque la commande de démarrage 7 est détectée, la fréquence d’utilisation du microcontrôleur de l’unité de commande électronique est commutée à une fréquence inférieure à sa fréquence « normale » ou « nominale » de fonctionnement, qui est généralement comprise entre 40 MHz et 80 MHz. Cette fréquence réduite est comprise de l’ordre de 8 MHz.
Cette réduction de fréquence est réalisée, de manière connue en soi, au moyen d’une boucle à verrouillage de phase 8 (encore connue sous le nom « PLL » pour « Phase-Locked Loop » en langue anglaise).
Lorsque l’unité de commande électronique 1 est munie d’un bus CAN 9, la fréquence d’utilisation du microcontrôleur 2 de l’unité de commande électronique 1 pendant la phase de démarrage est réduite à une valeur égale à la fréquence d’horloge dudit bus CAN 9. En effet, dans le cas où l’unité de commande électronique 1 est munie d’un bus CAN 9, les communications dudit bus CAN 9 sont importantes et essentielles pendant ladite phase de démarrage. Généralement, la fréquence du bus CAN 9 est de l’ordre de 500 kHz nécessitant une fréquence d’horloge du microcontrôleur de l’ordre de 8 Mhz. Ainsi, selon le procédé de l’invention, la fréquence d’utilisation du microcontrôleur 2 de l’unité de commande électronique 1 est réduite et maintenue à une valeur de 8 MHz tant que le démarrage effectif du moteur n’est pas acquitté.
Afin d’accroitre l’économie énergétique pendant la phase de démarrage moteur du véhicule, seuls les étages essentiels pendant ladite phase de démarrage moteur du véhicule, tels que, par exemple, les communications du bus CAN 9, lorsque l’unité de commande électronique est munie d’un tel bus CAN 9, ou encore la scrutation de l’information d’arrêt de la procédure de démarrage, sont alimentés.
Les fonctions qui, au contraire, ne sont pas nécessaires lors de phase de démarrage sont, de manière connue en soi, mises hors tension ou sont inhibées (c’est-à-dire que bien qu’alimentées, ces entrées ne sont pas lues par le microcontrôleur 2.
De préférence et avantageusement, comme illustré à la figure 4, pour améliorer encore l’économie énergétique pendant la phase de démarrage du moteur du véhicule, les entrées qui sont alimentées pendant cette phase de démarrage le sont périodiquement. Cette alimentation périodique des entrées pendant la phase de démarrage du moteur du véhicule est réalisée de manière connue en soi à l’aide d’un d’une alimentation commutée spécifique 11.
Ce mode de fonctionnement pendant lequel la fréquence d’utilisation du microcontrôleur 2 de l’unité de commande électronique 1 est réduite et, éventuellement, lorsque certaines entrées du microcontrôleur 2 ne sont pas alimentées ou alimentées périodiquement, est maintenu pendant toute la durée de la phase de démarrage moteur du véhicule. Autrement dit, ce mode de fonctionnement est maintenu tant que le démarrage effectif du véhicule n’a pas été acquitté. L’information 10 d’acquittement du démarrage effectif du moteur du véhicule est obtenue de plusieurs manières.
Par exemple, lorsque le microcontrôleur 2 de l’unité de commande électronique 1 est équipé d’un bus CAN 9, l’acquisition de l’information 10 de l’acquittement du démarrage effectif du moteur se fait par communication dudit bus CAN 9 qui lui-même obtient cette information, de manière connue en soi, directement d’un calculateur de contrôle moteur équipant le véhicule.
De manière avantageuse, notamment lorsque le véhicule n’est pas muni d’un bus CAN 9, l’acquisition de l’information 10 de l’acquittement du démarrage effectif du moteur se fait par surveillance de la tension de charge de la batterie 5. Ainsi, une pente positive de la variation de ladite tension de charge de la batterie associée à un dépassement d’un seuil UE préalablement défini sont les signes caractéristiques que le moteur du véhicule tourne, autrement dit de l’acquittement du démarrage effectif du moteur du véhicule.
Selon un autre exemple, l’acquisition de l’information 10 de l’acquittement du démarrage effectif du moteur se fait par surveillance de la tension de charge des condensateurs réservoirs 6. De même que précédemment, une pente positive de la variation de ladite tension et un dépassement d’un seuil UE préalablement défini sont les signes caractéristiques que le moteur du véhicule tourne, autrement dit de l’acquittement du démarrage effectif du moteur du véhicule.
Par exemple, le seuil UE permettant de définir l’acquisition de l’information 10 de l’acquittement du démarrage effectif du moteur est supérieur à la valeur maximale des oscillations de la tension pendant la phase intermédiaire t2 de démarrage dite « phase sous démarreur >>.
Enfin, lorsque le démarrage effectif du véhicule est acquitté, la fréquence d’utilisation du microcontrôleur de l’unité de commande électronique est commutée à sa fréquence « normale » de fonctionnement, soit par exemple une fréquence de l’ordre de 40 MHz, de manière connue en soi, via la boucle à verrouillage de phase 8.
De plus, les entrées qui n’étaient plus alimentées ou qui étaient alimentées périodiquement sont de nouveau alimentées en continu.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de gestion de l'alimentation d'une unité de commande électronique (1 ) pendant la phase de démarrage moteur d’un véhicule automobile, ladite unité de commande électronique comprenant un microcontrôleur (2), caractérisé en ce que : • on détecte une commande de démarrage moteur (7) indiquant le début de la phase de démarrage ; • on réduit la fréquence d’utilisation du microcontrôleur (2) ; • on maintient cette fréquence réduite d’utilisation du microcontrôleur (2) tant que le démarrage effectif du moteur n’est pas acquitté ; • on rétablit la fréquence d’utilisation du microcontrôleur (2) lorsque le démarrage effectif du moteur est acquitté.
  2. 2. Procédé de gestion selon la revendication 1, caractérisé en ce que : • lorsque la commande de démarrage moteur (7) est détectée et que la fréquence d’utilisation du microcontrôleur (2) de l’unité de commande électronique (1 ) est réduite, on alimente uniquement les entrées impliquées dans ladite phase de démarrage moteur du véhicule, les autres entrées n’étant pas alimentées ou inhibées ; • lorsque le démarrage effectif du moteur est acquitté et que la fréquence d’utilisation du microcontrôleur (2) de l’unité de commande électronique (1) est rétablie à sa valeur nominale, toutes les entrées du microcontrôleur (2) sont alimentées en continu.
  3. 3. Procédé de gestion selon la revendication 2, caractérisé en ce que, lorsque la phase de démarrage est détectée et que la fréquence d’utilisation du microcontrôleur (2) de l’unité de commande électronique (1) est réduite, les entrées impliquées dans ladite phase de démarrage moteur du véhicule sont alimentées périodiquement.
  4. 4. Procédé de gestion selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, lorsque l’unité de commande électronique (1) est munie d’un bus CAN (9), la fréquence d’utilisation du microcontrôleur (2) de l’unité de commande électronique (1) pendant la phase de démarrage est égale à la fréquence d’horloge dudit bus CAN (9).
  5. 5. Procédé de gestion selon la revendication 4, caractérisé en ce que la fréquence d’utilisation du microcontrôleur (2) de l’unité de commande électronique (1) pendant la phase de démarrage est de l’ordre de 8 MHz.
  6. 6. Procédé de gestion selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la réduction de la fréquence d’utilisation du microcontrôleur (2) pendant la phase de démarrage est réalisée au moyen d’une d’une boucle à verrouillage de phase (8).
  7. 7. Procédé de gestion selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la détection de la commande de démarrage (7) se fait par détection de la mise du contact du véhicule ou par détection de l’actionnement d’un bouton « marche » de mise en marche du moteur du véhicule ou par commande logicielle de démarrage.
  8. 8. Procédé de gestion selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, lorsque le microcontrôleur (2) est équipé d’un bus CAN (9), l’acquisition de l’information (10) de l’acquittement du démarrage effectif du moteur se fait par communication dudit bus CAN (9).
  9. 9. Procédé de gestion selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l’acquisition de l’information (10) de l’acquittement du démarrage effectif du moteur se fait par surveillance de la tension de charge de la batterie (5), par détection d’une pente positive de la variation de ladite tension et d’un dépassement d’un seuil (UE) préalablement défini.
  10. 10. Procédé de gestion selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l’acquisition de l’information (10) de l’acquittement du démarrage effectif du moteur se fait par surveillance de la tension de charge des condensateurs réservoirs, par détection d’une pente positive de la variation de ladite tension et d’un dépassement d’un seuil (UE) préalablement défini.
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