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EP4402360A1 - Procede de commande de demarrage automatique d'un moteur thermique comportant une priorisation de l'alimentation electrique des systemes - Google Patents

Procede de commande de demarrage automatique d'un moteur thermique comportant une priorisation de l'alimentation electrique des systemes

Info

Publication number
EP4402360A1
EP4402360A1 EP22755252.8A EP22755252A EP4402360A1 EP 4402360 A1 EP4402360 A1 EP 4402360A1 EP 22755252 A EP22755252 A EP 22755252A EP 4402360 A1 EP4402360 A1 EP 4402360A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
inhibition
starting
heat engine
request
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22755252.8A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Alain CLAVIER
Axel DECOMBE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stellantis Auto SAS
Original Assignee
Stellantis Auto SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stellantis Auto SAS filed Critical Stellantis Auto SAS
Publication of EP4402360A1 publication Critical patent/EP4402360A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814—Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • F02N11/0818—Conditions for starting or stopping the engine or for deactivating the idle-start-stop mode
    • F02N11/0829—Conditions for starting or stopping the engine or for deactivating the idle-start-stop mode related to special engine control, e.g. giving priority to engine warming-up or learning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2260/00—Interaction of vehicle brake system with other systems
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2201/00—Constructional elements; Accessories therefor
    • E05Y2201/40—Motors; Magnets; Springs; Weights; Accessories therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814—Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • F02N11/0818—Conditions for starting or stopping the engine or for deactivating the idle-start-stop mode
    • F02N11/0833—Vehicle conditions
    • F02N11/084—State of vehicle accessories, e.g. air condition or power steering
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00—Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/08—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the vehicle or its components
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F02N2200/08—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the vehicle or its components
    • F02N2200/0803—Parking brake state
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F02N2200/08—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the vehicle or its components
    • F02N2200/0809—Electrical loads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2250/00—Problems related to engine starting or engine's starting apparatus
    • F02N2250/02—Battery voltage drop at start, e.g. drops causing ECU reset
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2300/00—Control related aspects of engine starting
    • F02N2300/20—Control related aspects of engine starting characterised by the control method
    • F02N2300/2011—Control involving a delay; Control involving a waiting period before engine stop or engine start
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2300/00—Control related aspects of engine starting
    • F02N2300/30—Control related aspects of engine starting characterised by the use of digital means
    • F02N2300/302—Control related aspects of engine starting characterised by the use of digital means using data communication
    • F02N2300/304—Control related aspects of engine starting characterised by the use of digital means using data communication with other systems inside the vehicle

Definitions

  • TITLE METHOD FOR AUTOMATIC STARTING CONTROL OF A THERMAL ENGINE COMPRISING PRIORITIZATION OF THE ELECTRICAL SUPPLY OF THE SYSTEMS
  • the field of the invention relates to a method for controlling the automatic start of a heat engine of a motor vehicle.
  • the process relates more specifically to the phases of automatic stopping and restarting of the heat engine.
  • the reliability of the on-board network power system is vital for the vehicle and increasingly critical due to the increasing number of robotic systems on board vehicles.
  • robotic systems on board vehicles In addition to the numerous engine sensors, there are trajectory control systems, robotic braking systems, or even driving assistance functions which also require sensors and computers to perform the automated functions.
  • DMT voltage maintenance device
  • the prioritization function assigns other robotic systems a higher priority level than the starter. This is the case, for example, of the robotic parking brake system, the action of which takes priority in a restart sequence.
  • the implementation of the protocol foresees that the brake system generates the inhibition request and transmits it to the heat engine control unit which consequently controls the starting prohibition. The generation of the inhibition request is dependent on the internal strategy of the brake system.
  • Some brake system OEMs configure a start inhibition to be issued only when an actuator draws a large electrical current. This is the case for a brake calliper tightening/loosening operation involving hydraulic pressure regulation by a solenoid valve.
  • other equipment manufacturers generate an inhibition for all the pressure regulations of the hydraulic circuit of the actuators, including the fine regulations lasting a few milliseconds. These fine regulations are likely to cause several consecutive interruptions of the restart and ultimately a motor shutdown for safety purposes and to count consecutive restart failures.
  • FIG. 1 shows a situation of automatic stopping and restarting of the engine during which an inhibition request is generated twice successively at a time t0 and a time t3.
  • the GR signal represents the engine speed.
  • the lifting of the inhibition at time t0 corresponds to an operation of applying the parking brakes. Inhibition is lifted for about 300ms and ends at time t1. During this inhibition, a first rise in speed is observed, which is stopped. Then, at time t2, the engine speed is zero. At time t3, the motor initiates a restart and at the same time a second inhibition request is lifted by the parking brake system, due to fine regulation lasting a few milliseconds. This second inhibition causes the engine to stall at time t4 and finally an engine shutdown.
  • One objective of the invention is to avoid motor cutouts resulting from untimely inhibition generated by a robotic system.
  • Another objective of the invention is to propose improved motor control prioritization management capable of supervising different strategies for generating restart inhibition requests.
  • the invention relates to a method for controlling the automatic start of a heat engine of a motor vehicle, the method comprising a power supply prioritization arbitration inhibiting the start of the heat engine according to an inhibition request generated during the piloting of a robotic system, the method comprising the detection of a first start-up inhibition request emitted by the robotic system.
  • the method further comprises a second request to inhibit the starting of the heat engine triggered from the moment of detection.
  • the second inhibition request is a delay of a predetermined duration.
  • the predetermined duration is between 500 ms and 1500 ms.
  • the first inhibition request is generated at the instant of triggering of a command to apply/release the robotic parking brake.
  • the first inhibition request is generated at the instant of triggering of a command to open/close a motorized element of a door of the vehicle.
  • a motor vehicle comprising a heat engine, a means of starting the heat engine, at least one robotized system, an electric power supply means and an arbitration means capable of inhibiting the starting of the heat engine according to an inhibition request generated during the piloting of the robotized system, in which the arbitration means is configured to implement the start control method according to any one of the preceding embodiments.
  • the electrical supply means comprises a battery and the starting means and the robotic system are powered solely by the voltage delivered by the battery.
  • a first robotized system is a parking brake system with motorized callipers.
  • a second robotic system is a door system comprising a motorized element.
  • the starting means is an automatic stop and restart system starter.
  • the management method is advantageous in that it is compatible with the various managements of starting inhibition requests generated by the robotic systems. Thanks to the invention and the generation of the inhibition signal by the engine control unit, it ignores untimely changes in an inhibition signal generated by a robotic parking brake system. Successive start failures causing engine stalling are thus avoided.
  • FIG.1 is a graph representing an automatic start control method of a heat engine in accordance with a solution of the state of the art.
  • FIG.2 is a simplified diagram of a motor vehicle powertrain provided to implement the control method according to the invention.
  • FIG.3 is a graph showing the automatic start control method executing the improved power supply prioritization management according to the invention.
  • the powertrain comprises a traction chain comprising a thermal internal combustion engine 10, an automated transmission 11 of an engine torque to the wheels of the vehicle, a robotized brake system 12, an automatic stopping and restarting system 13 of the heat engine 10, and an electrical power supply system 17.
  • the heat engine 10 is controlled by a computer control unit 19, called the ECU (“Electronic Control Unit”).
  • the stopped state and the running engine state are controlled according to control signals, for example according to the detection of a torque demand at the wheels resulting from the will of the driver, from a need for air conditioning passenger compartment, or even a need to recharge a battery electrically.
  • the control unit constantly communicates to the other systems status information making it possible to coordinate all the systems of the powertrain, such as information indicating whether the engine is running, stopped or in the process of stopping, if a start is carried out by means of the starter or in autonomous mode, for example.
  • the control unit 19 also supervises other systems of the powertrain, such as the electrical power supply system 17.
  • the powertrain comprises means of communication, for example a communication bus 20 of the CAN type. ("Controlling Area Network" in English), or a LIN communication bus (“Local Interconnect Network" in English).
  • the automated transmission 11 is an automatic or semi-automatic gearbox transmission. It includes a clutch device associated with the gearbox, which are automatically controlled by a control unit for torque transmission and gear changes.
  • the automatic stop and restart system 13 of the heat engine 10 comprises a means for starting the heat engine 10.
  • the starting means may comprise a starter, or a alternator-starter.
  • the purpose of the starting means is to start up and rotate the shaft of the heat engine 10.
  • the starter comprises a solenoid which makes it possible to engage the pinion of the starter motor on the flywheel and a direct current electric motor which makes it possible to drive the shaft of the heat engine 10 in rotation.
  • the starter is electrically powered by the power supply system 17, and the power supply control is also controlled by the control unit 19.
  • the starter control circuit comprises for example one or more switching relays.
  • the starter is said to be “reinforced” because it is sized to withstand several hundred thousand restarts.
  • a starting sequence comprises, in the event of detection of a need for a running engine, the control of a switching relay of the power supply system 17 to electrically supply the starter 13 so that it drives the shaft of the motor in rotation. 10.
  • the thermal engine control unit controls the fuel injection without using the starter.
  • the electrical power supply system 17 comprises an on-board electrical network 15 of very low voltage, in operating voltage ranges of approximately 12V to 14V.
  • the on-board electrical network 15 electrically supplies the powertrain systems and the control unit computers, such as the automatic stop and restart system 13 and the parking brake system 12, in particular.
  • the on-board electrical network 15 also comprises an Engine Relay Fuse Box 151, called BFRM, comprising the controlled switching relays in order to to selectively supply each of the vehicle systems, in particular the starter 13.
  • the electrical supply system 17 further comprises an alternator
  • the starter 13 and the alternator 16 can be replaced by an alternator. starter.
  • the 17 does not include DMT usually associated with battery 14 and starter 13, or voltage converter.
  • the starter 13 is therefore powered only by the voltage delivered by battery 14.
  • the positive terminal of the battery is electrically connected to the positive terminal of the electric starter motor.
  • the absence of the DMT and the voltage converter makes it possible to reduce the cost of the power supply system 17.
  • control unit 19 of the heat engine to implement a module 21 for prioritizing the electrical power supply during automatic stop and restart sequences. It is nevertheless envisaged that the invention can be implemented even when the power supply system 17 includes a DMT or a voltage converter, without departing from the scope of the invention.
  • the purpose of the power supply prioritization function implemented by module 21 is to guarantee compliance with the voltage constraints of the 12V on-board network, in order to avoid voltage drops and malfunctions that could disturb the electrical behavior of robotic systems. and microprocessor computers.
  • the invention proposes a method for managing the automatic start of the heat engine based on restart inhibition requests. These requests are generated by robotic powertrain systems to prioritize power management.
  • the prioritization module 21 comprises a means for developing another inhibition request. This request is intended to cover untimely inhibitions of short duration, resulting for example from fine adjustments of the actuators of robotic systems.
  • This request is made in the form of a timer or a counter that is triggered when an inhibition requested by a robotic system is detected. The timer is configured to reset once it has elapsed.
  • the parking brake is placed at a higher priority level with respect to a request to restart the heat engine. It is also envisaged that other robotic systems may take priority over the starter, for example the robotic system of the vehicle doors.
  • the robotized system 12 is a brake system comprising means with controlled actuators for clamping and releasing the wheels when the vehicle is parked and stationary.
  • the actuator means are motorized brake calipers.
  • the brake system further comprises a computer control unit 18 for automatically supervising the actuator means of the system 12 according to instructions from the driver or from a driving assistance system, for example the system called ADAS, for “Advanced Driver Assistance Systems” in English.
  • An automatic parking maneuver function is capable of controlling the brake system 12.
  • the actuator means comprise a hydraulic circuit with a solenoid valve and/or an electric motor.
  • control unit 18 comprises a module 22 capable of generating status and control signals, designated by the term status flow or requests, which may include requests for inhibition RQ1 of the starting of the heat engine 10
  • These inhibition requests RQ1 are generated during the control of the brake system 12 during an application/release operation of the parking brakes. These requests are used in particular to respect the supply constraints of the 12V on-board network.
  • a request signals a first state “No inhibition request”. There is therefore little or no electrical consumption by the actuators.
  • An inhibition request RQ1 signals a second status "Restart inhibition request for application of the parking brake”.
  • An inhibition request RQ1 signals a third state "Starting inhibition request to release the parking brake”.
  • the prioritization module 21 of the control unit 19 is able to receive inhibition requests generated by other robotic systems, supplied by the supply system 17, and for which a priority level higher than the starter 13.
  • Another robotic system 24 comprising a control unit 25 can be a vehicle door system comprising motorized elements.
  • a prioritization strategy may also consist of first finalizing the closing of a door or window with a motorized actuator before starting the heat engine 10.
  • the control unit 25 is in this case configured to generate requests for inhibition RQ2 of the starting of the heat engine 10 for the purposes of prioritizing the electrical power supply in accordance with the invention.
  • a BSI module 23 is arranged to centralize the information from the systems and sensors of the powertrain, in particular the charge state data of the battery 14. It centralizes the collected data and transmits the information via the communication bus 20 to the other systems.
  • a low state of charge of the battery 14 or an air conditioning request triggers an engine start to recharge the battery by means of the alternator 16 or drive the air conditioning compressor.
  • FIG 3 there is shown a graph of a sequence of automatic stopping and restarting of the vehicle comprising an operation of applying the parking brake.
  • the application of the parking brake is positioned at a priority level in relation to starting.
  • the heat engine control unit 19 implements the automatic start control method according to the invention.
  • the control unit 19 is provided with an integrated circuit computer and electronic memories, the computer and the memories being configured to execute the automatic start control method according to the invention. But this is not mandatory. Indeed, the computer could be external to the control unit 19, while being coupled to the latter 19. In the latter case, it can itself be arranged in the form of a dedicated computer comprising a possible dedicated program , For example. Consequently, the control unit, according to the invention, can be produced in the form of software (or computer (or even “software”)) modules, or else of electronic circuits (or “hardware”), or even of a combination of electronic circuits and software modules.
  • the graph includes an RG signal of the engine speed, expressed in rpm.
  • the time axis is represented in seconds.
  • the dotted line status signal represents a first inhibition request signal RQ1 , generated in this example by the parking brake system.
  • the signal RQ1 can be a signal generated by a motorized door system or any other robotic system whose electrical supply takes priority over the starter.
  • the solid line status signal Tin represents a second inhibition request signal generated by the heat engine control unit.
  • the heat engine is stopped.
  • the RG engine speed gradually decreases. This is for example a situation where the vehicle is stationary and the parking brake system is released.
  • the vehicle's energy strategy controls the stopping of the engine automatically.
  • the parking brake system triggers an operation to apply the brakes.
  • a need for the engine running is detected, which triggers the starting procedure, for example to start the air conditioning system or recharge the battery (also called “Change of Mind” of the system).
  • the brake system requests the inhibition of starting of the heat engine during the tightening operation.
  • the brake system generates the inhibition request RQ1 between time tO and time t1.
  • the signal is driven high, corresponding to "Starting inhibition request for application of the parking brake".
  • the request RQ1 lasts for example approximately 300 ms.
  • the prioritization module controls a second inhibition request Tin between instant tO and instant t4 , full line.
  • the second request Tin has the function of maintaining the inhibition for a predetermined period in order to avoid the detection of untimely inhibitions of short duration, such as those resulting from a fine regulation of the pressure of the brake system.
  • the request Tin has a duration at least strictly greater than the duration between the first rise, at time tO, and the second rise of request RQ1, at time t3. Throughout the duration of the second inhibition request Tin, the prioritization arbitration suspends motor starting.
  • the second request Tin is a timer, or a counter, of a predetermined and configurable duration, in a value range of 500ms to 1500ms, for example 700ms. This duration is sufficient to cover the duration of the first rise until the appearance of a fine regulation of pressure, if necessary.
  • the request Tin is deactivated. There are then no more active inhibition requests.
  • Engine start is allowed.
  • the motor start sequence is triggered.
  • the starter is electrically powered and is placed in torque transmission with the heat engine shaft.
  • the RG engine speed increases.
  • the fuel injection is controlled, then the engine enters a running regime independently.
  • the sequence of the control method according to the invention applies identically for an automated release operation of the parking brake system, as well as for any other robotic system whose electrical power supply takes priority over starting the heat engine, such as for example a robotic door system.
  • the invention finds an advantageous application for electrical supply systems of the on-board network without a DMT or voltage converter.
  • the invention applies to powertrains comprising a heat engine equipped with an automatic stop and restart system, but also to hybrid vehicles whose traction chain is equipped with an electric traction machine.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

La présente invention a pour objet un procédé de commande de démarrage automatique d'un moteur thermique de véhicule automobile, le procédé comportant un arbitrage de priorisation d'alimentation électrique inhibant le démarrage du moteur thermique en fonction d'une requête d'inhibition générée lors du pilotage d'un système robotisé, le procédé comprenant la détection d'une première requête d'inhibition (RQ1) du démarrage émise par le système robotisé et une deuxième requête d'inhibition (Tin) du démarrage du moteur thermique déclenchée à partir de l'instant de détection (t0). L'invention concerne les systèmes d'arrêt et redémarrage automatique de véhicule automobile et la gestion de priorisation pour l'alimentation électrique, notamment le réseau de bord en 12V.

Description

DESCRIPTION
TITRE : PROCEDE DE COMMANDE DE DEMARRAGE AUTOMATIQUE D’UN MOTEUR THERMIQUE COMPORTANT UNE PRIORISATION DE L’ALIMENTATION ELECTRIQUE DES SYSTEMES
La présente invention revendique la priorité de la demande française N°2109611 déposée le 14.09.2021 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.
Le domaine de l’invention concerne un procédé de commande de démarrage automatique d’un moteur thermique de véhicule automobile. Le procédé concerne plus précisément les phases d’arrêt et redémarrage automatique du moteur thermique.
La plupart des véhicules automobiles sont aujourd’hui équipés d’un système d’arrêt et redémarrage automatique du moteur thermique. Classiquement, un tel système comporte un démarreur à moteur électrique à courant continu alimenté par le réseau de bord du véhicule, en tension 12V. Lors du démarrage, le courant électrique prélevé par le démarreur est susceptible de provoquer une chute de tension pouvant affecter les systèmes électroniques du véhicule alimentés également en 12V.
La fiabilité du système d’alimentation du réseau de bord est vitale pour le véhicule et de plus en plus critique du fait du nombre croissant de systèmes robotisés à bord des véhicules. Aux nombreux capteurs du moteur s’ajoutent les systèmes de contrôles de trajectoires, les systèmes de freins robotisés, ou bien encore les fonctions d’assistance à la conduite qui nécessitent également capteurs et calculateurs pour remplir les fonctions automatisées.
Il est courant de mettre en œuvre des fonctions de délestage de systèmes électriques pour assurer la fourniture d’énergie aux autres systèmes considérés prioritaires selon la situation de roulage. La demanderesse a déposé par le passé le document brevet FR3059966A1 qui décrit un procédé de commande du moteur thermique lors d’une manœuvre automatique visant à garantir l’alimentation électrique des systèmes. Il décrit en particulier une solution d’évaluation des besoins énergétiques pour la réalisation de la manœuvre, il détermine le besoin de mise en marche, ou non, du moteur thermique avant la manœuvre et enfin la commande du figeage de l’état de fonctionnement du moteur thermique durant toute la manœuvre. Le figeage empêche son arrêt et redémarrage pendant la manœuvre pour éviter un prélèvement de courant affectant l’alimentation électrique des systèmes 12V pouvant perturber ou interrompre la manœuvre automatique.
Par ailleurs, pour éviter les chutes de tension, on a généralement recours à un dispositif de maintien de la tension, dit DMT, associé au démarreur. Pour faire des économies d’échelle, certains constructeurs n’intègrent pas ce dispositif dans l’architecture d’alimentation et le remplacent par une fonction intelligente de priorisation des alimentations électriques des systèmes. Par exemple, des stratégies d’arrêt et redémarrage automatique prévoient qu’à l’arrêt, on commande un délestage de certains systèmes robotisés, par exemple la climatisation ou la direction assistée, pour assurer ensuite le bon déroulement du démarrage et aussi limiter la consommation électrique.
Inversement, la fonction de priorisation attribue à d’autres systèmes robotisés un niveau de priorité supérieur par rapport au démarreur. C’est le cas par exemple du système de frein de stationnement robotisé dont l’action est prioritaire dans une séquence de redémarrage. La mise en œuvre du protocole prévoit que le système de frein génère la requête d’inhibition et la transmet à l’unité de commande du moteur thermique qui commande en conséquence l’interdiction de démarrage. La génération de la requête d’inhibition est dépendante de la stratégie interne du système de frein.
Certains équipementiers du système de frein configurent l’émission d’une inhibition de démarrage uniquement lorsqu’un actionneur prélève un courant électrique important. C’est le cas pour une opération de serrage/desserrage des étriers de frein impliquant une régulation de pression hydraulique par une électrovanne. En revanche, d’autres équipementiers génèrent une inhibition pour toutes les régulations de pression du circuit hydraulique des actionneurs, incluant les régulations fines d’une durée de quelques millisecondes. Ces régulations fines sont susceptibles de provoquer plusieurs interruptions consécutives du redémarrage et au final une coupure moteur pour des besoins de sécurité et de comptabilisation des échecs de redémarrage consécutifs.
Pour illustrer cette situation, on a représenté en figure 1 une situation d’arrêt et redémarrage automatique du moteur au cours de laquelle une requête d’inhibition est générée deux fois successivement à un instant tO et un instant t3. Le signal RG représente le régime moteur. La levée de l’inhibition à l’instant tO correspond à une opération de serrage des freins de stationnement. L’inhibition est levée durant environ 300ms et se termine à l’instant t1. On observe durant cette inhibition une première montée en régime qui est stoppée. Ensuite, à l’instant t2, le régime moteur est nul. A l’instant t3, le moteur initie un redémarrage et au même instant une deuxième requête d’inhibition est levée par le système de frein de stationnement, du fait d’une régulation fine d’une durée de quelques millisecondes. Cette deuxième inhibition provoque un calage du moteur à l’instant t4 et finalement une coupure moteur.
Il existe donc un besoin de pallier les problèmes précités. Un objectif de l’invention est d’éviter les coupures du moteur résultant d’inhibition intempestives générées par un système robotisé. Un autre objectif de l’invention est de proposer une gestion améliorée de priorisation du contrôle moteur capable de superviser différentes stratégies de génération des requêtes d’inhibition de redémarrage.
Plus précisément, l’invention concerne un procédé de commande de démarrage automatique d’un moteur thermique de véhicule automobile, le procédé comportant un arbitrage de priorisation d’alimentation électrique inhibant le démarrage du moteur thermique en fonction d’une requête d’inhibition générée lors du pilotage d’un système robotisé, le procédé comprenant la détection d’une première requête d’inhibition du démarrage émise par le système robotisé. Selon l’invention, le procédé comporte en outre une deuxième requête d’inhibition du démarrage du moteur thermique déclenchée à partir de l’instant de détection.
Selon une variante, la deuxième requête d’inhibition est une temporisation d’une durée prédéterminée.
Selon une variante, la durée prédéterminée est comprise entre 500ms et 1500ms.
Selon une variante, la première requête d’inhibition est générée à l’instant de déclenchement d’une commande de serrage/desserrage de frein de stationnement robotisé.
Selon une variante, la première requête d’inhibition est générée à l’instant de déclenchement d’une commande d’ouverture/fermeture d’un élément motorisé d’une porte du véhicule. Il est prévu également un véhicule automobile comportant un moteur thermique, un moyen de démarrage du moteur thermique, au moins un système robotisé, un moyen d’alimentation électrique et un moyen d’arbitrage apte à inhiber le démarrage du moteur thermique en fonction d’une requête d’inhibition générée lors du pilotage du système robotisé, dans lequel le moyen d’arbitrage est configuré pour mettre en œuvre le procédé de commande de démarrage selon l’un quelconque des modes de réalisation précédents.
Selon une variante, le moyen d’alimentation électrique comporte une batterie et le moyen de démarrage et le système robotisé sont alimentés uniquement par la tension délivrée par la batterie.
Selon une variante, un premier système robotisé est un système de frein de stationnement à étriers motorisés.
Selon une variante, un deuxième système robotisé est un système de porte comprenant un élément motorisé.
Selon une variante, le moyen de démarrage est un démarreur de système d’arrêt et redémarrage automatique.
Le procédé de gestion est avantageux en ce qu’il est compatible des différentes gestions de requêtes d’inhibition du démarrage générées par les systèmes robotisés. Grâce à l’invention et à la génération du signal d’inhibition par l’unité de commande du moteur, celle-ci ignore les changements intempestifs d’un signal d’inhibition généré par un système de frein de stationnement robotisé. On évite ainsi des échecs successifs du démarrage provoquant un calage moteur.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit comprenant des modes de réalisation de l’invention donnés à titre d’exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, dans lesquels :
[Fig.1 ] est un graphique représentant un procédé de commande de démarrage automatique d’un moteur thermique conformément à une solution de l’état de la technique.
[Fig.2] est un schéma simplifié d’un groupe motopropulseur de véhicule automobile prévu pour mettre en œuvre le procédé de commande selon l’invention. [Fig.3] est un graphique représentant le procédé de commande de démarrage automatique exécutant la gestion améliorée de priorisation de l’alimentation électrique selon l’invention.
En figure 2, on présente un mode de réalisation préférentiel de l’invention dans lequel le groupe motopropulseur comprend une chaîne de traction comportant un moteur thermique à combustion interne 10, une transmission automatisée 11 d’un couple moteur vers les roues du véhicule, un système de frein robotisé 12, un système d’arrêt et de redémarrage automatique 13 du moteur thermique 10, et un système d’alimentation électrique 17.
Le moteur thermique 10 est piloté par une unité de commande 19 à calculateur, dite ECU (“Electronic Control Unit” en anglais). L’état d’arrêt et l’état de moteur tournant sont pilotés en fonction de signaux de commande, par exemple en fonction de la détection d’une demande en couple aux roues issue de la volonté du conducteur, d’un besoin de climatisation habitacle, ou bien encore d’un besoin de recharge électrique d’une batterie. L’unité de commande communique en permanence aux autres systèmes des informations d’état permettant de coordonner l’ensemble des systèmes du groupe motopropulseur, telles les informations indiquant si le moteur est tournant, à l’arrêt ou en cours d’arrêt, si un démarrage est effectué au moyen du démarreur ou en mode autonome, par exemple. L’unité de commande 19 supervise par ailleurs d’autres systèmes du groupe motopropulseur, tel que le système d’alimentation électrique 17. A cet effet, le groupe motopropulseur comporte des moyens de communication, par exemple un bus de communication 20 de type CAN (« Contrôler Area Network » en anglais), ou un bus de communication LIN (« Local Interconnect Network » en anglais).
La transmission automatisée 11 est une transmission à boite de vitesse automatique, ou semi-automatique. Elle comporte un dispositif d’embrayage associé à la boite de vitesse, lesquels sont pilotés automatiquement par une unité de commande pour la transmission de couple et les passages de rapports.
Le système d’arrêt et de redémarrage automatique 13 du moteur thermique 10, système dit « STT » pour « Stop And Start » en anglais, comprend un moyen de démarrage du moteur thermique 10. Le moyen de démarrage peut comporter un démarreur, ou un alterno-démarreur. Le moyen de démarrage a pour but la mise en fonction et la mise en rotation de l’arbre du moteur thermique 10. Dans ce mode de réalisation préférentiel, le démarreur comprend un solénoïde qui permet d’engager le pignon du démarreur sur le volant moteur et un moteur électrique à courant continu qui permet d'entraîner en rotation l’arbre du moteur thermique 10. Le démarreur est alimenté électriquement par le système d’alimentation électrique 17, et la commande d’alimentation est par ailleurs pilotée par l’unité de commande 19. Le circuit de commande du démarreur comprend par exemple un ou plusieurs relais de commutation. Le démarreur est dit « renforcé » car il est dimensionné pour résister à plusieurs centaines de milliers de redémarrages.
Une séquence de démarrage comporte, en cas de détection d’un besoin de moteur tournant, le pilotage d’un relais de commutation du système d’alimentation 17 pour alimenter électriquement le démarreur 13 afin qu’il entraine en rotation l’arbre du moteur thermique 10. Lorsque l’arbre moteur est en cours d’arrêt (phase de vie où le moteur est tournant non injectant), dans une plage de régime compatible d’un redémarrage autonome, l’unité de commande du moteur thermique pilote l’injection de carburant sans recours au démarreur.
Le système d’alimentation électrique 17 comporte un réseau électrique de bord 15 de très basse tension, dans des plages de tension de fonctionnement d’environ 12V à 14V. Le réseau électrique de bord 15 alimente électriquement les systèmes du groupe motopropulseur et les calculateurs des unités de commande, tel le système d’arrêt et redémarrage automatique 13 et le système de frein de stationnement 12, notamment. Un système de batterie basse tension 14, présentant une tension de 12V à ses bornes, alimente le réseau de bord 15. Le réseau électrique de bord 15 comporte en outre un Boîtier Fusibles Relais Moteur 151 , dit BFRM, comprenant les relais de commutation pilotés afin d’alimenter sélectivement chacun des systèmes du véhicule, notamment le démarreur 13. Le système d’alimentation électrique 17 comporte en outre un alternateur
16 entraîné mécaniquement en rotation par le moteur thermique 10 dont la fonction est de fournir une tension d’alimentation au système d’alimentation électrique 17. Dans une variante de réalisation, le démarreur 13 et l’alternateur 16 peuvent être remplacés par un alterno-démarreur.
On notera que dans ce mode de réalisation, le système d’alimentation électrique
17 ne comprend pas de DMT habituellement associé à la batterie 14 et au démarreur 13, ou de convertisseur de tension. Le démarreur 13 est donc alimenté uniquement par la tension délivrée par batterie 14. La borne positive de la batterie est connectée électriquement à la borne positive du moteur électrique du démarreur. L’absence du DMT et du convertisseur de tension permet de réduire le coût du système d’alimentation 17.
Pour compenser cette absence, il est donc prévu que l’unité de commande 19 du moteur thermique mette en œuvre un module 21 de priorisation d’alimentation électrique lors des séquences d’arrêt et redémarrage automatique. On envisage néanmoins que l’invention puisse être mise en œuvre même lorsque le système d’alimentation 17 comporte un DMT ou un convertisseur de tension, sans sortir du cadre de l’invention.
La fonction de priorisation d’alimentation électrique mise en œuvre par le module 21 a pour objectif de garantir le respect des contraintes de tension du réseau bord en 12V, afin d’éviter des chutes de tension et dysfonctionnements pouvant perturber le comportement électrique des systèmes robotisés et des calculateurs à microprocesseurs. L’invention propose un procédé de gestion de démarrage automatique du moteur thermique se basant sur des requêtes d’inhibition du redémarrage. Ces requêtes sont générées par les systèmes robotisés du groupe motopropulseur afin d’établir les priorités en termes de gestion de l’alimentation électrique. En outre, le module de priorisation 21 comporte un moyen pour élaborer une autre requête d’inhibition. Cette requête est destinée à couvrir les inhibitions intempestives de courte durée, résultant par exemple d’ajustements fins des actionneurs de systèmes robotisés. Cette requête est réalisée sous la forme d’une temporisation ou d’un compteur se déclenchant lors de la détection d’une inhibition demandée par un système robotisé. La temporisation est configurée pour se réinitialiser une fois que celle-ci s’est écoulée.
Dans ce mode de réalisation, le frein de stationnement est placé à un niveau de priorité supérieur par rapport à une demande de redémarrage du moteur thermique. On envisage en outre que d’autres systèmes robotisés puissent être prioritaires par rapport au démarreur, par exemple le système robotisé des portes du véhicule.
Le système robotisé 12 est un système de freins comprenant des moyens à actionneurs pilotés pour le serrage et desserrage des roues en situation de stationnement et d’arrêt du véhicule. Les moyens à actionneurs sont des étriers de frein motorisés. Le système de frein comporte en outre une unité de commande à calculateur 18 pour superviser automatiquement les moyens à actionneurs du système 12 en fonction des instructions du conducteur ou d’un système d’assistance à la conduite, par exemple du système dit ADAS, pour « Advanced Driver Assistance Systems » en anglais. Une fonction de manœuvre de stationnement automatique est apte à piloter le système de frein 12. Plus précisément, les moyens à actionneurs comprennent un circuit hydraulique à électrovanne et/ou un moteur électrique.
Plus précisément, l’unité de commande 18 comporte un module 22 apte à générer des signaux d’état et de commande, désignés par le terme flux d’état ou requêtes, pouvant comprendre des requêtes d’inhibition RQ1 du démarrage du moteur thermique 10. Ces requêtes d’inhibition RQ1 sont générées lors du pilotage du système de frein 12 lors d’opération de serrage/desserrage des freins de stationnement. Ces requêtes servent notamment à respecter les contraintes d’alimentation du réseau de bord 12V.
Plus précisément, une requête signale un premier état « Pas de demande inhibition ». Il n’y a donc pas ou peu de consommation électrique des actionneurs. On est dans une situation d’état stable des actionneurs. Une requête d’inhibition RQ1 signale un deuxième état « Demande inhibition redémarrage pour serrage du frein de stationnement ». Une requête d’inhibition RQ1 signale un troisième état « Demande inhibition démarrage pour le desserrage du frein de stationnement ». Ces deux derniers états provoquent un prélèvement de courant sur le réseau électrique de bord en 12V et nécessitent une priorisation de l’alimentation électrique. Ces requêtes générées par le module 22 sont transmises via le bus de communication 20 au module de priorisation 21 de l’unité de commande 19.
Le module de priorisation 21 de l’unité de commande 19 est apte à recevoir des requêtes d’inhibition générées par d’autres systèmes robotisés, alimentés par le système d’alimentation 17, et pour lesquels on a établi un niveau de priorité supérieur au démarreur 13. Un autre système robotisé 24 comprenant une unité de commande 25 peut être un système de porte du véhicule comportant des éléments motorisés. Une stratégie de priorisation peut consister en outre à finaliser tout d’abord la fermeture d’une porte ou d’une fenêtre à actionneur motorisé avant le démarrage du moteur thermique 10. L’unité de commande 25 est dans ce cas configurée pour générer des requêtes d’inhibition RQ2 du démarrage du moteur thermique 10 aux fins de la priorisation de l’alimentation électrique conformément à l’invention.
Un module BSI 23 est agencé pour centraliser les informations de systèmes et capteurs du groupe motopropulseur, notamment les données d’état de charge de la batterie 14. Il centralise les données collectées et transmet les informations via le bus de communication 20 aux autres systèmes. Un état de charge bas de la batterie 14 ou une demande de climatisation déclenche un démarrage moteur pour recharger la batterie au moyen de l’alternateur 16 ou entrainer le compresseur de climatisation.
En figure 3, on a représenté un graphique d’une séquence de mise à l’arrêt et de redémarrage automatique du véhicule comprenant une opération de serrage du frein de stationnement. Pour des critères de sécurité, le serrage du frein de stationnement est positionné à un niveau prioritaire par rapport au démarrage. Lors de cette séquence, l’unité de commande 19 du moteur thermique met en œuvre le procédé de commande du démarrage automatique selon l’invention. L’unité de commande 19 est munie d’un calculateur à circuits intégrés et de mémoires électroniques, le calculateur et les mémoires étant configurés pour exécuter le procédé de commande du démarrage automatique selon l’invention. Mais cela n’est pas obligatoire. En effet, le calculateur pourrait être externe à l’unité de commande 19, tout en étant couplé à cette dernière 19. Dans ce dernier cas, il peut être lui-même agencé sous la forme d’un calculateur dédié comprenant un éventuel programme dédié, par exemple. Par conséquent, l’unité de commande, selon l’invention, peut être réalisée sous la forme de modules logiciels (ou informatiques (ou encore « software »)), ou bien de circuits électroniques (ou « hardware »), ou encore d’une combinaison de circuits électroniques et de modules logiciels.
Le graphique comporte un signal RG du régime moteur, exprimé en tr/min. En abscisse, on a représenté l’axe temporel en secondes. Le signal d’état en trait en pointillé représente un premier signal de requête d’inhibition RQ1 , généré dans cet exemple par le système de frein de stationnement. En variante, le signal RQ1 peut être un signal généré par un système de porte motorisé ou tout autre système robotisé dont l’alimentation électrique est prioritaire par rapport au démarreur. Le signal d’état Tin en trait plein représente un deuxième signal de requête d’inhibition généré par l’unité de commande du moteur thermique.
Selon cette séquence, on observe, avant l’instant tO, que le moteur thermique est mis à l’arrêt. Le régime moteur RG diminue progressivement. Il s’agit par exemple d’une situation où le véhicule est à l’arrêt et le système de frein de stationnement est desserré. La stratégie énergétique du véhicule commande l’arrêt du moteur automatiquement. A l’instant tO, le système de frein de stationnement déclenche une opération de serrage des freins. Au même instant tO, un besoin du moteur tournant est détecté ce qui déclenche la procédure de démarrage, par exemple pour mettre en marche le système de climatisation ou recharger la batterie (également appelé « Change of Mind » du système).
Conformément à la gestion de priorisation de l’alimentation électrique en 12V, le système de frein demande l’inhibition du démarrage du moteur thermique durant l’opération de serrage. Le système de frein génère la requête d’inhibition RQ1 entre l’instant tO et l’instant t1 . Le signal est piloté à l’état haut, correspondant à « Demande inhibition démarrage pour le serrage du frein de stationnement ». La requête RQ1 dure par exemple 300ms environ.
Simultanément, on observe une montée du régime moteur RG, le démarreur a initié une mise en rotation de l’arbre moteur, mais la requête d’inhibition RQ1 provoque son interruption. Le démarreur est déconnecté électriquement du système d’alimentation. A l’instant t2, le régime moteur tombe à une valeur nulle.
Conformément à l’invention, au même instant tO, lorsque l’unité de commande du moteur thermique détecte la requête d’inhibition RQ1 , le module de priorisation commande une deuxième requête d’inhibition Tin entre l’instant tO et l’instant t4, en trait plein. La deuxième requête Tin a pour fonction de maintenir l’inhibition durant une durée prédéterminée afin d’éviter la détection d’inhibitions intempestives de courte durée, telles celles résultant d’une régulation fine de la pression du système de frein. La requête Tin à une durée au moins strictement supérieure à la durée entre la première montée, à l’instant tO, et la deuxième montée de la requête RQ1 , à l’instant t3. Durant toute la durée de la deuxième requête d’inhibition Tin, l’arbitrage de priorisation suspend le démarrage moteur.
Dans ce mode de réalisation préférentiel, la deuxième requête Tin est une temporisation, ou un compteur, d’une durée prédéterminée et paramétrable, dans une plage de valeur de 500ms à 1500ms, par exemple 700ms. Cette durée est suffisante pour couvrir la durée de la première montée jusqu’à l’apparition d’une régulation fine de pression, le cas échéant.
A l’instant t4, après écoulement de la durée de la temporisation, la requête Tin est désactivée. Il n’y a alors plus aucunes requêtes d’inhibition actives. Le démarrage du moteur est autorisé. A l’instant t5, on prend l’hypothèse qu’un besoin moteur tournant est toujours présent. La séquence de démarrage du moteur est déclenchée. Le démarreur est alimenté électriquement et est mis en transmission de couple avec l’arbre du moteur thermique. Le régime moteur RG augmente. L’injection de carburant est commandée, puis le moteur entre en régime tournant de manière autonome.
La séquence du procédé de commande selon l’invention s’applique identiquement pour une opération de desserrage automatisée du système de frein de stationnement, ainsi que pour tout autre système robotisé dont l’alimentation électrique est prioritaire par rapport au démarrage du moteur thermique, comme par exemple un système de porte robotisé. L’invention trouve une application avantageuse pour les systèmes d’alimentation électrique du réseau de bord démunis d’un DMT ou convertisseur de tension. L’invention s’applique aux groupes motopropulseurs comportant un moteur thermique équipé d’un système d’arrêt et redémarrage automatique, mais aussi pour les véhicules hybrides dont la chaine de traction est équipée d’une machine électrique de traction.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de commande de démarrage automatique d’un moteur thermique (10) de véhicule automobile, le procédé comportant un arbitrage de priorisation d’alimentation électrique inhibant le démarrage du moteur thermique (10) en fonction d’une requête d’inhibition générée lors du pilotage d’un système robotisé (12), le procédé comprenant la détection d’une première requête d’inhibition (RQ1 ) du démarrage émise par le système robotisé (12), caractérisé en ce qu’il comporte en outre une deuxième requête d’inhibition (Tin) du démarrage du moteur thermique (10) déclenchée à partir de l’instant de détection (tO).
2. Procédé de commande selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la deuxième requête d’inhibition (Tin) est une temporisation d’une durée prédéterminée.
3. Procédé de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que la durée prédéterminée est comprise entre 500ms et 1500ms.
4. Procédé de commande selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la première requête d’inhibition (RQ1 ) est générée à l’instant (tO) de déclenchement d’une commande de serrage/desserrage de frein de stationnement robotisé.
5. Procédé de commande selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la première requête d’inhibition (RQ1 ) est générée à l’instant de déclenchement d’une commande d’ouverture/fermeture d’un élément motorisé d’une porte du véhicule.
6. Véhicule automobile comportant un moteur thermique (10), un moyen de démarrage du moteur thermique (13), au moins un système robotisé (12), un moyen d’alimentation électrique (17) et un moyen d’arbitrage (21 ) apte à inhiber le démarrage du moteur thermique (10) en fonction d’une requête d’inhibition générée lors du pilotage du système robotisé (12), caractérisé en ce que le moyen d’arbitrage (21) est configuré pour mettre en œuvre le procédé de commande de démarrage selon l’une quelconque des revendications 1 à 5.
7. Véhicule automobile selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen d’alimentation électrique (17) comporte une batterie (14) et en ce que le moyen de démarrage (13) et le système robotisé (12) sont alimentés uniquement par la tension délivrée par la batterie (14).
8. Véhicule automobile selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu’un premier système robotisé (12) est un système de frein de stationnement à étriers motorisés.
9. Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu’un deuxième système robotisé est un système de porte comprenant un élément motorisé.
10. Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que le moyen de démarrage (13) est un démarreur de système d’arrêt et redémarrage automatique.
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