FR3052190A1 - Procede d’autorisation de l’arret du moteur thermique d’un vehicule automobile - Google Patents
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Abstract
L'invention porte sur un procédé d'autorisation de l'arrêt du moteur thermique d'un véhicule automobile préalablement à un mode de circulation dudit véhicule automobile avec le moteur thermique arrêté, ledit véhicule comprenant un organe de démarrage (AD) du moteur thermique et au moins une batterie (B) d'alimentation en énergie électrique dudit organe de démarrage (AD), le procédé comprenant une étape de test de la capacité de la batterie (B) à alimenter l'organe de démarrage (AD) et une étape d'autorisation de l'arrêt du moteur thermique si la batterie (B) est apte à alimenter l'organe de démarrage (AD) afin de démarrer le moteur thermique.
Description
PROCEDE D’AUTORISATION DE L’ARRET DU MOTEUR THERMIQUE D’UN
VEHICULE AUTOMOBILE
[001] L'invention concerne, de façon générale, la gestion de l’alimentation électrique d’un véhicule, en particulier dans un véhicule automobile.
[002] L’invention porte plus particulièrement sur un procédé d’autorisation de l’arrêt à « haute vitesse » du moteur thermique d’un véhicule automobile en fonction d’une évaluation de la puissance électrique disponible.
[003] Un véhicule automobile comprend de manière connue différents équipements électriques qui peuvent être nécessaires pour la sécurité du véhicule, tels que les systèmes de freinage, de direction, d’airbag, etc., ou bien être dits « de confort », tels que des sièges chauffants, le chauffage de l’habitacle, etc. Ces équipements électriques sont alimentés en électricité par de l’énergie électrique produite par le moteur thermique et par de l’énergie électrique stockée dans un stockeur électrochimique, tel qu’une batterie.
[004] Aujourd’hui, il est connu une fonction dite de « sailing » en terminologie anglaise, signifiant « croisière », permettant de réduire les rejets de gaz polluants, tels que le dioxyde de carbone émis par le moteur thermique du véhicule, en arrêtant ledit moteur thermique et en ouvrant la chaîne de traction, en particulier l’embrayage, alors que le véhicule circule, notamment lors d’une phase de décélération du véhicule. Le véhicule avance alors grâce à son inertie.
[005] Cependant, suite à l’arrêt du moteur thermique, cet arrêt entraînant également l’arrêt de la production d’énergie électrique par le moteur, seule la batterie alimente les équipements électriques du véhicule.
[006] Dans ce contexte, il est connu par le document US2014/0067241 A1 de surveiller l’état de charge de la batterie lorsque la fonction « croisière » est mise en œuvre. Le redémarrage du moteur thermique est alors commandé lorsque l’état de charge est inférieur à un seuil de sécurité, ce qui permet de garantir l’alimentation des différents équipements électriques du véhicule durant le mode « croisière ».
[007] Cependant, lors du démarrage du moteur thermique, une quantité importante d’énergie électrique doit être délivrée par la batterie afin d’alimenter le système de démarrage du véhicule automobile. Aussi, le mode « croisière » n’est généralement activé que pour une vitesse du véhicule faible (inférieure à 20 km/h) afin, notamment, de limiter les risques en cas de problème de la batterie empêchant le redémarrage du moteur.
[008] Pour activer le mode « croisière >> à une vitesse supérieure à 20 km/h, il est connu d’intégrer un système de stockage d’énergie électrochimique de secours dans le véhicule afin de garantir le redémarrage du moteur en fin de mode « croisière >> ainsi que l’alimentation des équipements électriques de sécurité durant le mode « croisière >>. Cependant, l’utilisation d’un tel système de secours nécessite le diagnostic de ce dernier ainsi qu’un système de commutation de l’alimentation des équipements électriques, ce qui présente l’inconvénient d’induire une augmentation du nombre de composants présents dans le véhicule automobile et donc de la masse dudit véhicule.
[009] L’invention vise donc à pallier ces inconvénients en proposant un procédé d’autorisation de l’arrêt du moteur thermique d’un véhicule, notamment à une vitesse supérieure à 20 km/h, permettant d’assurer le bon fonctionnement du véhicule automobile en mode « croisière >> et de garantir le redémarrage du moteur en fin de mode « croisière >>.
[0010] Pour parvenir à ce résultat, la présente invention concerne un procédé d’autorisation de l’arrêt du moteur thermique d’un véhicule automobile, préalablement à un mode de circulation dudit véhicule automobile avec le moteur thermique arrêté, ledit véhicule comprenant un organe de démarrage du moteur thermique et au moins une batterie d’alimentation en énergie électrique dudit organe de démarrage, le procédé comprenant : - une étape de réception d’une commande d’arrêt du moteur thermique, - une étape de test de la capacité de la batterie à alimenter l’organe de démarrage, et - une étape d’autorisation de l’arrêt du moteur thermique si la batterie est apte à alimenter l’organe de démarrage afin de démarrer le moteur thermique.
[0011] Grâce au procédé selon l’invention, la batterie est testée avant l’arrêt du moteur afin de vérifier la capacité de cette dernière à alimenter l’organe de démarrage du moteur thermique ainsi que les consommateurs alimentés durant l’arrêt du moteur thermique et les fonctions de sécurités du véhicule. Ainsi, lors du lancement du mode « croisière >> de fonctionnement du véhicule, il est possible de vérifier la capacité de la batterie à permettre le redémarrage du moteur thermique à la fin du mode « croisière >> tout en alimentant les consommateurs alimentés durant l’arrêt du moteur thermique et les fonctions de sécurités du véhicule. Une telle vérification de la batterie permet également de passer en mode « croisière » à vitesse élevée du véhicule et ainsi de réduire encore les rejets de gaz polluants. Avantageusement, le procédé ne nécessite pas d’équipement supplémentaire dans le véhicule, ce qui en limite le coût et l’encombrement.
[0012] Par les termes «mode croisière» du véhicule, on entend un mode de fonctionnement du véhicule durant lequel le véhicule circule avec le moteur thermique arrêté et embrayage ouvert.
[0013] Avantageusement, le véhicule automobile comprenant une capacité reliée en série à la batterie par un interrupteur initialement ouvert, l’étape de test comprend : - une sous-étape de fermeture dudit interrupteur durant un intervalle de temps prédéterminé, et - une sous-étape de mesure durant l’intervalle de temps prédéterminé de la valeur de la tension aux bornes de la batterie et de la valeur du courant traversant l’organe de démarrage.
[0014] Avantageusement, l’arrêt du moteur thermique est autorisé si, durant tout l’intervalle de temps prédéterminé, la valeur de la tension mesurée est supérieure à un seuil de tension prédéterminé et la valeur du courant mesuré est inférieure à un seuil de courant prédéterminé.
[0015] Avantageusement, le seuil de tension prédéterminé est de l’ordre de 11,7 Volts.
[0016] Avantageusement, le seuil de courant prédéterminé est de l’ordre de 10 Ampères.
[0017] Avantageusement, l’étape de test comprend une sous-étape d’ouverture de l’interrupteur à la fin de l’intervalle de temps prédéterminé.
[0018] Avantageusement, l’intervalle de temps prédéterminé est de l’ordre de 0,5 s.
[0019] Avantageusement, le véhicule automobile comprenant un deuxième interrupteur relié en parallèle à l’interrupteur et à la capacité, le deuxième interrupteur étant initialement fermé, l’étape de test comprend une sous-étape d’ouverture dudit deuxième interrupteur durant l’intervalle de temps prédéterminé.
[0020] L’invention concerne également un véhicule automobile comprenant un moteur thermique, un organe de démarrage dudit moteur thermique, une batterie d’alimentation dudit organe de démarrage et un calculateur configuré pour mettre en oeuvre le procédé tel que décrit précédemment.
[0021] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement, et en référence aux dessins qui montrent : • la figure 1, un schéma électrique simplifié d’un véhicule automobile, selon l’invention, comprenant un système de test de la batterie du véhicule. • la figure 2, des courbes de résultats de tests par le système de la figure 1.
[0022] Dans ce qui va suivre, les modes de réalisation décrits s’attachent plus particulièrement à une mise en œuvre de l’invention au sein d’un véhicule automobile. Cependant, toute mise en œuvre dans un contexte différent, en particulier dans tout type de véhicule, est également visée par la présente invention.
[0023] Un véhicule automobile comprend des équipements électriques et un système d’alimentation en énergie électrique desdits équipements électriques.
[0024] Les équipements électriques sont des modules du véhicule automobile qui sont adaptés pour effectuer différentes actions. Certains équipements électriques sont nécessaires au bon fonctionnement du véhicule et sont dits sécuritaires, notamment le système de frein, le système de direction, le système d’airbag, etc. D’autres équipements électriques ne sont pas indispensables pour permettre le fonctionnement normal du véhicule. Ces derniers sont dits « de confort », tels que des sièges chauffants, le chauffage de l’habitacle, etc. Les équipements électriques sont alimentés par une tension électrique permettant le fonctionnement des différents équipements électriques.
[0025] Le système d’alimentation est adapté pour alimenter les différents équipements électriques en énergie électrique. Le système d’alimentation fournit une tension électrique adaptée pour alimenter les équipements électriques de manière à permettre le fonctionnement optimal de ces derniers. Pour ce faire, le système d’alimentation comprend un module de stockage d’énergie électrique et un module de production d’énergie électrique.
[0026] Le module de stockage permet d’alimenter les équipements électriques activés grâce à l’énergie électrique stockée par ledit module de stockage. Le module de stockage comprend, par exemple, au moins un système de stockage d’énergie électrochimique, tel qu’une batterie B.
[0027] Le module de production produit de l’énergie électrique lors de l’utilisation du véhicule. Le module de production peut également produire de l’énergie électrique afin de la stocker dans le module de stockage afin de le recharger. Le module de production comprend, par exemple, un alternateur.
[0028] Ainsi, l’énergie stockée et l’énergie produite permettent d’alimenter les équipements électriques.
[0029] Selon le mode de réalisation illustré à la figure 1, le véhicule automobile comprend un réseau de bord RDB, un alterno-démarreur AD et une batterie B d’alimentation en énergie électrique du réseau de bord RDB et de l’altemo-démarreur AD.
[0030] Le réseau de bord RDB comprend une pluralité d’équipements électriques, notamment des équipements électriques sécuritaires. Le réseau de bord RDB est relié au bornes de la batterie B afin d’être alimenté en énergie électrique.
[0031] L’alterno-démarreur AD est une machine tournante intégrant des éléments d’électrotechnique, d’électronique de puissance et d’électronique de commande. L’alterno-démarreur AD peut fournir un couple mécanique permettant d’entraîner le moteur thermique du véhicule lors d’une demande de démarrage dudit moteur thermique et de fournir de l’énergie au réseau de bord RDB lorsque le moteur thermique est démarré. Un tel alterno-démarreur AD comprend ainsi une fonction d’alternateur et une fonction de démarreur. Le démarreur est un organe de démarrage du moteur thermique du véhicule automobile. Autrement dit, le démarreur est alimenté en énergie électrique afin de démarrer le moteur thermique. Un tel démarreur comprend notamment un moteur électrique entraînant en rotation l’arbre du moteur thermique afin de permettre à ce dernier de démarrer. L’alternateur est un équipement électrique produisant de l’énergie électrique lors de l’utilisation du véhicule sous l’effet de la rotation du moteur thermique. Aussi, l’alterno-démarreur AD est relié aux bornes de la batterie B.
[0032] Toujours en référence à la figure 1, le véhicule comprend en outre un système de test 10 branché à une borne de la batterie B afin de tester la capacité de cette dernière à fournir l’énergie électrique nécessaire au redémarrage du moteur thermique en cas d’arrêt de ce dernier.
[0033] Le système de test 10 comprend un premier interrupteur K1 et un deuxième interrupteur K2 branchés en parallèle. Une capacité C est branchée en série avec le deuxième interrupteur K2.
[0034] Les interrupteurs K1, K2 sont commandés par commutation. Autrement dit, lorsque le premier interrupteur K1 est ouvert, le deuxième interrupteur K2 est fermé, et lorsque le premier interrupteur K1 est fermé, le deuxième interrupteur K2 est ouvert.
[0035] Lorsque le premier interrupteur K1 est fermé, la batterie B alimente le réseau de bord RDB en énergie électrique ainsi que l’altemo-démarreur AD. En fonctionnement normal du véhicule, le premier interrupteur K1 est fermé.
[0036] Lorsque le deuxième interrupteur K2 est fermé (et donc que le premier interrupteur K1 est ouvert simultanément), la capacité C et la batterie B sont en série. Seules la batterie B et la capacité C alimentent le réseau de bord RDB du fait de la valeur de la tension obtenue par leur mise en série qui est supérieure à celle délivrée par l’alternateur pour une consigne de l’ordre de 14 V, ce qui provoque un pic d’appel en courant de la batterie B. L’interrupteur K2 est fermé lors d’une phase de test de la batterie B.
[0037] Avantageusement, la capacité C est dimensionnée de manière à simuler l’appel en courant dû au démarrage du moteur thermique par l’alterno-démarreur AD. Le système de test 10 permet ainsi de diagnostiquer la batterie B afin de déterminer si cette dernière est apte à alimenter le démarreur afin de démarrer le moteur thermique.
[0038] Un tel démarrage du moteur thermique intervient à la fin du mode croisière, également désigné « croisière », du véhicule. Lors d’un tel mode « croisière », le moteur thermique est arrêté afin de réduire les rejets de gaz polluants. La batterie B doit alors être testée avant l’arrêt du moteur afin de vérifier sa capacité à alimenter le démarreur et ainsi à redémarrer le moteur.
[0039] Il va maintenant être présenté le procédé selon l’invention d’autorisation de l’arrêt du moteur du véhicule en référence à la figure 2.
[0040] Lors de l’activation du mode « croisière », notamment lors d’une phase de décélération du véhicule, un calculateur du véhicule reçoit une demande du conducteur de coupure du moteur thermique.
[0041] La consigne de régulation de la tension imposée au réseau de bord est, de préférence, de l’ordre de 13,5V.
[0042] Le premier interrupteur K1 est alors ouvert et le deuxième interrupteur K2 est fermé de manière simultanée, à un premier temps T1 afin de tester la batterie B.
[0043] La capacité C et la batterie B à tester alimentent en série le réseau de bord RDB, alimenté auparavant par l’alternateur. La valeur de la tension obtenue par la mise en série de la capacité C et la batterie B étant supérieure à la valeur de la tension délivrée par l’alternateur, l’alternateur ne débite plus qu’un courant proche de 0 A, voire nul : la batterie B se décharge, créant un appel de courant au niveau de la batterie B pour alimenter le réseau de bord RDB.
[0044] Comme illustré à la figure 2, lors de la fermeture de l’interrupteur K2, la tension UB aux bornes de la batterie B diminue du fait de l’appel en courant.
[0045] En fin de test, le deuxième interrupteur K2 est ouvert à un deuxième temps T2 et le premier interrupteur K1 est ouvert. La capacité C est ainsi reliée à la batterie B entre le premier temps T1 et le deuxième temps T2 durant une durée ΔΤ de test de la batterie B. De préférence, la durée de test ΔΤ est de l’ordre de 0.5 s.
[0046] Durant le test de la batterie B, la valeur de la tension de batterie UB est comparée à un seuil Smin minimum de tension et la valeur du courant IAd traversant l’alterno-démarreur AD est comparée à un seuil maximum de courant afin d’établir un diagnostic Diag de la capacité de la batterie B à fournir la puissance électrique nécessaire au démarrage du moteur thermique. Dans l’exemple de la figure 2, le seuil minimum de tension Smin est de l’ordre de 11,7 V et le seuil maximum de courant est de l’ordre de 10 A.
[0047] Le diagnostic établi Diag présente deux états : un état haut autorisant l’arrêt du moteur thermique, et un état bas interdisant l’arrêt du moteur thermique.
[0048] Durant le test de la batterie B, si la valeur de la tension de batterie UB est supérieure au seuil minimum de tension Smin et si la valeur du courant IAd traversant l’alterno-démarreur AD est inférieure au seuil maximum de courant, le diagnostic établi Diag est à l’état haut. L’arrêt du moteur thermique et le lancement du mode « croisière » au temps T2 sont alors autorisés.
[0049] Durant le test de la batterie B, si la valeur de la tension de batterie UB descend sous le seuil minimum de tension Smin et/ou si la valeur du courant IAd traversant l’alterno-démarreur AD passe au-dessus du seuil maximum de courant, l’état du diagnostic établi Diag passe à l’état bas, comme illustré à la figure 2 au temps T3, ce qui interdit l’arrêt du moteur thermique et empêche alors le lancement du mode « croisière ».
[0050] Grâce au procédé selon l’invention, la capacité de la batterie à redémarrer le moteur en fin de mode « croisière » est vérifiée avant l’arrêt du moteur, ce qui permet de réduire le risque de non redémarrage du moteur à la fin du mode « croisière » et permet ainsi de lancer le mode « croisière » lorsque le véhicule circule à une vitesse élevée, notamment supérieure à 20 km/h. Le lancement du mode « croisière » à vitesse élevée permet de réduire les rejets de gaz polluants émis par le moteur thermique.
[0051] De plus, la vérification de la batterie B permet de garantir le bon fonctionnement des équipements électriques sécuritaires, tels que les freins, la direction et/ou les airbags, durant la circulation du véhicule en mode « croisière ».
Claims (9)
- Revendications :1. Procédé d’autorisation de l’arrêt du moteur thermique d’un véhicule automobile, préalablement à un mode de circulation dudit véhicule automobile avec le moteur thermique arrêté, ledit véhicule comprenant un organe de démarrage (AD) du moteur thermique et au moins une batterie (B) d’alimentation en énergie électrique dudit organe de démarrage (AD), le procédé comprenant : - une étape de réception d’une commande d’arrêt du moteur thermique, - une étape de test de la capacité de la batterie (B) à alimenter l’organe de démarrage (AD), et - une étape d’autorisation de l’arrêt du moteur thermique si la batterie (B) est apte à alimenter l’organe de démarrage (AD) afin de démarrer le moteur thermique.
- 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, le véhicule automobile comprenant une capacité (C) reliée en série à la batterie (B) par un interrupteur (K2) initialement ouvert, l’étape de test comprend : - une sous-étape de fermeture dudit interrupteur (K2) durant un intervalle de temps (ΔΤ) prédéterminé, et - une sous-étape de mesure durant l’intervalle de temps prédéterminé (ΔΤ) de la valeur de la tension (UB) aux bornes de la batterie (B) et de la valeur du courant (Iad) traversant l’organe de démarrage (AD).
- 3. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l’arrêt du moteur thermique est autorisé si, durant tout l’intervalle de temps prédéterminé (ΔΤ), la valeur de la tension (UB) mesurée est supérieure à un seuil (Smin) de tension prédéterminé et la valeur du courant (IAd) mesuré est inférieure à un seuil de courant prédéterminé.
- 4. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le seuil de tension prédéterminé (Smin) est de l’ordre 11,7 V.
- 5. Procédé selon l’une des revendications 3 à 4, dans lequel le seuil de courant prédéterminé (Smin) est de l’ordre 10 A.
- 6. Procédé selon l’une des revendications 2 à 5, dans lequel l’étape de test comprend une sous-étape d’ouverture de l’interrupteur (K2) à la fin de l’intervalle de temps prédéterminé (ΔΤ).
- 7. Procédé selon l’une des revendications 2 à 6, dans lequel l’intervalle de temps prédéterminé (ΔΤ) est de l’ordre de 0,5 s.
- 8. Procédé selon l’une des revendications 2 à 7, dans lequel, le véhicule automobile comprenant un deuxième interrupteur (K1) relié en parallèle à l’interrupteur (K2) et à la capacité (C), le deuxième interrupteur (K1) étant initialement fermé, l’étape de test comprend une sous-étape d’ouverture dudit deuxième interrupteur (K1) durant l’intervalle de temps (ΔΤ) prédéterminé.
- 9. Véhicule automobile comprenant un moteur thermique, un organe de démarrage (AD) dudit moteur thermique, une batterie d’alimentation (B) dudit organe de démarrage (AD) et un calculateur configuré pour mettre en oeuvre le procédé selon l’une des revendications précédentes.
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| FR2924536A1 (fr) * | 2007-12-03 | 2009-06-05 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Circuit electique d'un vehicule automobile. |
| FR3023658A1 (fr) * | 2014-07-08 | 2016-01-15 | Denso Corp |
-
2016
- 2016-06-06 FR FR1655123A patent/FR3052190A1/fr active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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