EN ROUE LIBRE

[0001] La présente invention se rapporte généralement aux méthodes et systèmes de contrôle du mode de fonctionnement en roue libre d'un véhicule automobile, et plus particulièrement à des méthodes et systèmes de relance du régime moteur, pour sortir de ce mode de fonctionnement.

[0002] Le mode de fonctionnement en roue libre, également connu sous la dénomination « mode de fonctionnement en régime débrayé » (ou « coasting » en terminologie anglo-saxonne), consiste à ouvrir la chaîne de traction du véhicule, lorsque le couple demandé par le conducteur devient faible ou nul. Le moteur est, dans ce cas, désolidarisé des roues du véhicule et peut tourner au ralenti ou s'arrêter.

[0003] En situation réelle d'utilisation d'un véhicule, le mode de fonctionnement en roue libre est généralement activé lorsque l'énergie cinétique accumulée par le véhicule est suffisante pour faire avancer ce véhicule à la vitesse voulue par le conducteur. Du fait de son inertie, le véhicule peut, en effet, continuer à rouler sur des routes plates ou peu pentues, sans que le moteur n'ait besoin de fournir un couple moteur aux roues. De même, sur une route descendante, le véhicule peut conserver sa vitesse, voire accélérer, sans besoin de puissance moteur. Il est également possible d'activer ce mode de fonctionnement avec la fonction « stop and start », si le véhicule en est équipé.

[0004] Ainsi, en mode roue libre, le moteur peut tourner au ralenti ou être arrêté, pendant que le véhicule poursuit sa course. A titre d'exemple, lorsque le conducteur anticipe son arrivée sur des obstacles nécessitant une diminution de vitesse, le conducteur relâche plus tôt l'accélérateur, et profite de l'énergie cinétique du véhicule pour parcourir en mode roue libre la distance le séparant de l'obstacle.

[0005] Le graphique de la figure 1 illustre le comportement en régime RM et en couple CM (couple moyen effectif disponible sur le vilebrequin, dans un moteur à combustion interne) du moteur du véhicule, en fonction du temps t, de l'entrée à la sortie du mode de fonctionnement en roue libre de ce véhicule. [0006] On distingue, dans le graphe de la figure 1, différentes phases, correspondant respectivement

-à l'activation 11 du mode de fonctionnement en roue libre du véhicule automobile, lorsque le conducteur relâche l'accélérateur et n'actionne pas le frein (c'est-à-dire, en sortie d'une phase d'accélération);

-à l'entrée 12 en ce mode de fonctionnement, réalisée par l'ouverture de la chaîne de traction en commandant le débrayage du moteur dont le régime moteur RM est aussitôt réduit ;

-au maintien 13 du régime moteur RM au ralenti (voire à l'annulation de ce régime moteur) auquel correspond un couple moteur CM nul;

-à la sortie 14 du mode de fonctionnement en roue libre, déclenchée par l'appui du conducteur sur la pédale d'accélérateur ou sur la pédale de frein du véhicule ;

-à la fermeture 16 de la chaîne de traction, pendant que le régime moteur RM est maintenu constant.

[0007] En particulier, la sortie 14 du mode de fonctionnement en roue libre implique une relance 15 du régime moteur RM, pour atteindre un régime moteur cible, ce régime moteur RM cible étant celui de l'arbre d'entrée de la boite de vitesse, et pouvant être différent de celui à l'activation du mode de fonctionnement en roue libre.

[0008] Une fois le régime moteur RM cible atteint, la chaîne de traction est refermée (étape 16 sur la figure 1), pendant que le moteur maintient constant son régime RM.

[0009] Le couple moteur CM requis par le conducteur est ensuite commandé lors de la phase 17. En effet, si la sortie 14 du mode de fonctionnement en roue libre est déclenchée par l'appui sur la pédale d'accélérateur, une augmentation du régime moteur RM (ce qui est le cas de la phase 17 de la figure 1) est requise pour rejoindre progressivement le régime de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesse. En revanche, si la sortie 14 du mode de fonctionnement en roue libre est déclenchée par l'appui sur la pédale de frein, une réduction du couple moteur CM (non représentée) est requise, pour rejoindre progressivement la volonté du conducteur.

[0010] Le mode de fonctionnement en roue libre a fait ses preuves, notamment en tant qu'opportunité intéressante pour réduire la consommation en carburant et l'émission polluante, lors de l'usage d'un véhicule automobile. [0011] Cependant, ce mode de fonctionnement ne va pas sans imperfections, particulièrement en ce qui concerne la relance 15 du régime moteur RM, pour sortir de ce mode de fonctionnement en roue libre.

[0012] En effet, la gestion actuelle de la relance 15 du régime moteur pour sortir du mode de fonctionnement en roue libre apporte des pénalités, en termes de consommation et d'émissions polluantes.

[0013] Fournir une forte charge moteur, pour atteindre un régime moteur cible permettant la fermeture de la chaîne de traction juste après un régime moteur au ralenti,

est énergivore, ce qui réduit le gain en consommation que le mode de fonctionnement en roue libre peut apporter ;

génère de nombreuse particules polluantes ;

et produit des signaux acoustiques perceptibles par le conducteur.

[0014] Un objectif est de proposer une méthode de relance du régime moteur, pour sortir du mode de fonctionnement en roue libre, cette méthode étant rapide, de sorte à préserver un bon agrément de conduite ; et n'étant pas énergivore.

[0015] Un autre objectif est de proposer un système de relance du régime moteur, pour sortir du mode de fonctionnement en roue libre, ce système permettant de réduire la consommation en carburant, tout en garantissant une conduite ergonomique et confortable au conducteur du véhicule.

[0016] Un autre objectif est de proposer une méthode de contrôle optimale du régime moteur, lors de la sortie du mode de fonctionnement en roue libre pour atteindre un régime moteur cible, cette méthode permettant la fermeture de la chaîne de traction, tout en respectant des contraintes d'ordre économique, environnemental, ou encore d'agrément de conduite.

[0017] A ces fins, il est proposé, selon un premier aspect, une unité de contrôle pour commander un couple moteur, permettant de sortir d'un mode de fonctionnement en roue libre d'un véhicule automobile pourvu d'un organe d'accélération et d'un organe de freinage, la sortie du mode de fonctionnement en roue libre pouvant être déclenchée par l'actionnement de l'organe d'accélération ou par l'actionnement de l'organe de freinage, l'unité de contrôle étant apte à commander un premier niveau de couple moteur, pour atteindre un régime moteur cible du véhicule automobile, et un deuxième niveau de couple moteur, distinct du premier niveau de couple moteur, permettant d'atteindre ledit régime moteur cible, cette unité de contrôle étant configurée pour : commander le premier niveau de couple moteur lorsque la sortie du mode de fonctionnement en roue libre est déclenchée par l'actionnement de l'organe d'accélération ;

commander le deuxième niveau de couple moteur lorsque la sortie du mode de fonctionnement en roue libre est déclenchée par l'organe de freinage, ce deuxième niveau de couple moteur étant inférieur au premier niveau de couple moteur.

[0018] L'unité de contrôle présente, selon diverses réalisations, les caractéristiques suivantes, le cas échéant combinées:

- le premier niveau de couple moteur est limité à 50 Newton-mètre,

le deuxième niveau de couple moteur est limité à 30 Newton-mètre.

[0019] Il est proposé, selon un deuxième aspect, une méthode pour commander un couple moteur, permettant de sortir d'un mode de fonctionnement en roue libre d'un véhicule automobile pourvu d'un organe d'accélération, d'un organe de freinage, et d'une unité de contrôle apte à commander un premier niveau de couple moteur pour atteindre un régime moteur cible du véhicule automobile, et un deuxième niveau de couple moteur, distinct du premier niveau de couple moteur, permettant d'atteindre ledit régime moteur cible, la sortie du mode de fonctionnement en roue libre pouvant être déclenchée par l'actionnement de l'organe d'accélération ou par l'actionnement de l'organe de freinage, cette méthode comprenant

une étape de commande du premier niveau de couple moteur, lorsque la sortie du mode de fonctionnement en roue libre est déclenchée par l'actionnement de l'organe d'accélération ;

- une étape de commande du deuxième niveau de couple moteur, lorsque la sortie du mode de fonctionnement en roue libre est déclenchée par l'organe de freinage,

ce deuxième niveau de couple moteur étant inférieur au premier niveau de couple moteur.

[0020] La méthode présente, selon diverses réalisations, les caractéristiques suivantes, le cas échéant combinées:

le premier niveau de couple moteur est limité à 50 Newton-mètre,

le deuxième niveau de couple moteur est limité à 30 Newton-mètre.

[0021] L'invention se rapporte, selon un troisième aspect, à un véhicule automobile comprenant l'unité de contrôle présentée ci-dessus.

[0022] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement et de manière concrète à la lecture de la description ci-après de modes de réalisation, faite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels :

la figure 1 illustre schématiquement le comportement en couple et en régime du moteur d'un véhicule automobile, suite à l'activation du mode de fonctionnent en roue libre ;

la figure 2 illustre schématiquement un véhicule automobile comprenant des moyens pour la relance, selon divers modes de réalisation, du régime moteur permettant de sortir du mode de fonctionnement en roue libre ;

la figure 3 illustre schématiquement le comportement dans le temps du régime moteur et du couple moteur, selon divers modes de réalisation, lors de la sortie du mode de fonctionnement en roue libre d'un véhicule automobile;

la figure 4 illustre schématiquement l'impact de la relance du régime moteur pour sortir du mode de fonctionnement en roue libre, sur la dégradation de l'avance à l'allumage.

[0023] En se référant à la figure 2, il est représenté un véhicule 6 automobile comprenant un organe 1 d'accélération, appelé par la suite « pédale 1 d'accélérateur ». Cette pédale 1 d'accélérateur est susceptible d'être actionnée par un conducteur du véhicule 6 automobile, pour la commande du couple moteur CM. Un capteur 2 de position permet de mesurer le degré d'enfoncement de la pédale 1 d'accélérateur. Ce capteur 2 de position communique le degré d'enfoncement de la pédale 1 d'accélérateur à une unité 5 de contrôle.

[0024] L'unité 5 de contrôle commande un couple moteur CM proportionnel au (ou, plus généralement, en fonction du) degré d'enfoncement de la pédale 1 d'accélérateur.

[0025] Le véhicule 6 automobile comporte, également, un organe 3 de freinage, appelé par la suite appelé « pédale 3 de frein ». Cette pédale 3 de frein est susceptible d'être actionnée par un conducteur du véhicule 6 automobile, pour appliquer un couple de freinage aux roues motrices du véhicule 6 automobile.

[0026] Un deuxième capteur 4 de position, distinct ou non du premier capteur 2 de position, est configuré pour capter l'état appuyé ou relâché de la pédale 3 de frein et pour communiquer cet état à l'unité 5 de contrôle.

[0027] A la sortie d'une phase d'accélération, par exemple à l'approche d'un obstacle où le conducteur relâche la pédale 1 d'accélérateur sans actionner la pédale 3 de frein, le mode de fonctionnement en roue libre s'active, en ouvrant la chaîne de traction du véhicule 6 automobile.

[0028] Tant que ni la pédale 1 d'accélérateur ni la pédale 3 de frein n'est actionnée, aucun couple moteur ou de freinage n'est commandé par l'unité 5 de contrôle, et le véhicule poursuit sa course en mode roue libre.

[0029] L'appui sur la pédale 1 d'accélérateur ou sur la pédale 3 de frein déclenche (étape 31 sur la figure 3) la sortie du mode de fonctionnement en roue libre.

[0030] L'unité 5 de contrôle commande, selon que la pédale 1 d'accélérateur est activée ou que la pédale 3 de frein est activée, un couple moteur CM permettant d'atteindre un régime moteur RM cible, pour la fermeture de la chaîne de traction du véhicule 6 automobile.

[0031] Autrement dit, l'unité 5 de contrôle a comme entrée la volonté du conducteur d'accélérer ou de freiner, en appuyant respectivement sur la pédale 1 d'accélérateur ou sur la pédale 3 de frein, et relance en conséquence le régime moteur RM pour sortir du mode de fonctionnement en roue libre.

[0032] Il s'ensuit que l'unité 5 de contrôle commande différemment la relance 32-33 du régime moteur RM, en fonction de la pédale 1, 3 actionnée par le conducteur.

[0033] En actionnant la pédale 1 d'accélérateur, pour sortir du mode roue libre, il est supposé que le conducteur du véhicule 6 automobile a besoin d'avoir rapidement du couple positif à la roue. La relance 32 du régime moteur RM est, dans ce cas, dynamique, pour ne pas dégrader l'agrément de conduite.

[0034] En revanche, en appuyant sur la pédale 3 de frein, pour sortir du mode de fonctionnement en roue libre, il est supposé que le conducteur du véhicule 6 automobile maîtrise déjà la décélération en ajustant sa pression sur la pédale 3 de frein. L'agrément de conduite devient, dans ce cas, secondaire. La relance 33 de régime moteur RM est avantageusement réglée, dans ce cas, en favorisant la consommation et la pollution, de façon à minimiser la consommation en carburant et les émissions polluantes du véhicule. Il en résulte un gain en consommation de carburant et en émission polluante, apporté lors de la sortie du mode de fonctionnement en roue libre.

[0035] On distingue, ainsi, deux types de relance 32 et 33 du régime moteur RM, pour atteindre un régime moteur cible permettant la fermeture de la chaîne de traction du véhicule 6 automobile. [0036] Le choix entre la relance 32 et la relance 33 du régime moteur, pour sortir du mode de fonctionnement en roue libre, est fonction de la pédale actionnée: la pédale 1 d'accélérateur ou la pédale 3 de frein. La variable de contrôle est l'action du conducteur sur la pédale 1 d'accélérateur ou sur la pédale 3 de frein.

[0037] L'unité 5 de contrôle est configurée pour commander un couple moteur, selon que la pédale 1 d'accélérateur ou la pédale 3 de frein est actionnée.

[0038] Pour cela, l'unité 5 de contrôle se charge de vérifier si c'est la pédale 1 d'accélérateur ou c'est la pédale 3 de frein qui est actionnée, pour sortir du mode de fonctionnement en roue libre, et de commander, en conséquence, un niveau 34-35 de couple moteur CM approprié, pour fermer la chaîne de traction du véhicule.

[0039] Le niveau 34 de couple moteur CM, commandé par l'unité 5 de contrôle, est plus élevé, lorsque la sortie du mode de fonctionnement en roue libre est déclenchée par l'activation de la pédale 1 d'accélérateur, que le niveau 35 du couple moteur CM commandé lorsque la sortie du mode de fonctionnement en roue libre est déclenchée par l'activation de la pédale 3 de frein.

[0040] La montée en régime moteur RM est plus rapide (par exemple, de 200 ms) en déclenchant cette sortie par l'actionnement de la pédale 1 d'accélérateur (relace 32) qu'en la déclenchant par l'actionnement de la pédale 3 de frein (relance 33).

[0041] Le niveau 35 de couple commandé par le moteur est plus faible, lors d'une sortie du mode de fonctionnement en roue libre sur appui de la pédale 3 de frein que le niveau 34 de couple commandé lors d'une sortie du mode de fonctionnement en roue libre sur appui de la pédale 1 d'accélérateur.

[0042] Pour assurer une relance 32-33 du régime moteur rapide, économique, non-polluante et ergonomique, dans un mode de réalisation, le niveau 34 de couple moteur CM commandé par l'unité 5 de contrôle suite à l'actionnement de la pédale 1 d'accélérateur pour sortir du mode de fonctionnement en roue libre est limité à 50 Newton-mètre;

le niveau 35 de couple moteur CM commandé par l'unité 5 de contrôle suite à l'actionnement de la pédale 3 de frein pour sortir du mode de fonctionnement en roue libre est limité à 30 Newton-mètre, tout en étant strictement inférieur au niveau 34 de couple moteur CM. [0043] La mise à disposition du couple moteur CM, en déclenchant la sortie du mode de fonctionnement en roue libre par l'actionnement de la pédale 3 de frein est retardée d'une durée 36 (par exemple de 200 ms), par rapport à celui mis à disposition en déclenchant cette sortie par l'actionnement de la pédale 1 d'accélérateur.

[0044] Ainsi, sur appui de la pédale 3 de frein, la relance 33 du régime moteur RM en sortie du mode de fonctionnement en roue libre est plus lente que la relance 32 obtenue suite à l'actionnement par le conducteur de la pédale 1 d'accélérateur.

[0045] La figure 4 illustre le profil du couple moteur CM dans le cas d'un moteur à combustion interne de type essence. Ce graphe porte sur la dégradation de l'avance à l'allumage 40-41, pendant la phase 42 de maintien du régime moteur au niveau de celui de l'arbre primaire de la chaîne de traction du véhicule automobile, pour la fermeture de la chaîne de traction.

[0046] A la sortie du mode de fonctionnement en roue libre, déclenchée par l'actionnement de la pédale 3 de frein, le couple moteur CM est faible quand on atteint le régime moteur RM cible.

[0047] Il en résulte que la dégradation d'avance à l'allumage 41 pour arrêter d'accélérer le moteur est également faible.

[0048] Ceci a pour avantage de réduire la consommation en carburant (essence) du véhicule, un moteur essence étant limité en dynamique par sa boucle d'air. En diminuant rapidement le couple CM, on dégrade l'avance à l'allumage 41.

[0049] Sachant que le mode de fonctionnement en roue libre est généralement activé lors de l'approche d'obstacles nécessitant une diminution de vitesse, les sorties de ce mode sont souvent déclenchées sur appui de la pédale 3 de frein.

[0050] Par conséquent, les méthodes et systèmes décrit ci-dessus permettent de réduire la consommation en carburant en mode de fonctionnement en roue libre.

[0051] Une relance dynamique uniquement sur les sorties du mode de fonctionnement en roue libre sur appui de la pédale 1 d'accélérateur présente plusieurs avantages, en évitant de requérir une forte charge moteur juste après un ralenti, lorsque le mode de fonctionnement en roue libre est interrompu en actionnant la pédale 3 de frein.

[0052] Avantageusement, les méthodes et systèmes décrits ci-dessus de relance du régime moteur pour sortir du mode de fonctionnement en roue libre permettent de répondre à la demande du conducteur, tout en satisfaisant des contraintes d'ordre économique et environnemental (consommation de carburant, et pollution), ou encore d'agrément de conduite (dynamique longitudinale du véhicule, bruits).