FR3074465A1 - Procede d’optimisation de la consommation en energie d’un vehicule automobile roulant en pente, et vehicule mettant en œuvre un tel procede - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un procédé d'optimisation de la consommation en énergie d'un véhicule automobile et son système associé, ledit système intègre une fonction de démarrage et d'arrêt automatique. Le procédé est remarquable en ce qu'il permet d'arrêter le moteur en cours de roulage du véhicule lorsque les conditions le permettent.

Description

PROCEDE D’OPTIMISATION DE LA CONSOMMATION EN ENERGIE D’UN VEHICULE AUTOMOBILE ROULANT EN PENTE, ET VEHICULE METTANT EN ŒUVRE UN TEL PROCEDE
L’invention se situe dans le domaine de l’optimisation de la consommation en énergie des véhicules automobiles pendant leur phase de roulage, et concerne un procédé et un système à cet effet. Plus particulièrement, l’invention s’adresse à l’optimisation de la consommation en énergie de véhicules roulant en pente.
Il existe des systèmes et des procédés d’aide à la conduite en vue de réduire la consommation en énergie d’un véhicule, en particulier quand ce dernier roule sur une route montrant une inclinaison négative, à savoir une pente descendante. Par exemple, le document FR3024857 propose un procédé permettant de déterminer si le véhicule roule en descente et si la route lui permettrait d’accélérer en descente s’il était en mode « roue libre >>. Lorsque ces conditions sont réunies, un message est affiché sur une interface homme-machine, suggérant au conducteur de passer en mode « roue libre >>. Un autre exemple de procédé permettant d’économiser du carburant en passant en mode « roue libre >> est donné par le document EP2460708.
Le document FR3047218 s’adresse aux véhicules comprenant une fonction chargée de décider d’ouvrir ou de fermer leur chaîne de transmission en fonction de certaines situations de la vie du véhicule. L’ouverture de la chaîne de transmission se fait lorsque le conducteur arrête d’accélérer et place le véhicule en mode « roue libre >> en vue d’économiser du carburant. Cette situation risquant d’empêcher le conducteur d’utiliser son frein moteur en descente, le document propose un procédé permettant de refermer ladite chaîne de transmission lorsque le véhicule est en pente et accélère au-delà d’un seuil prédéfini.
Le document FR3014065 concerne l’optimisation de l’énergie du véhicule lorsque la vitesse du véhicule est contrôlée par un système de contrôle de vitesse de type régulateur de vitesse. A cette fin, le système va placer le moteur de manière alternative en mode « accélération >> et en mode « roue libre >>. Le document propose de contrôler le couple transmis par le moteur en vue d’éviter une alternance d’accélérations et de décélérations propres à incommoder les passagers du véhicule. La question d’une accélération du véhicule en cas de roulage sur une route en pente est aussi étudiée.
Toujours dans une optique d’optimisation de l’énergie consommée par le véhicule, le document FR3047216 s’adresse aux véhicules comprenant un système de freinage conventionnel et une chaîne de transmission hybride et ayant une fonction de récupération d’énergie de freinage. Le document propose un procédé permettant une augmentation de l'amplitude du freinage récupératif en lever de pied de la pédale d'accélérateur dans certaines situations, comme par exemple lors d'un roulage sur une pente descendante.
Le document FR2997671 propose un procédé d’assistance à l’écoconduite, visant à conseiller au conducteur de ne pas maintenir trop longtemps la pédale d’accélérateur enfoncée si le véhicule évolue dans un environnement qui l’obligerait à freiner quelques mètres plus loin. Pour ce faire, il informe le conducteur via un message visuel des distances que le véhicule peut parcourir de lui-même (c’est-à-dire sans appuyer sur la pédale d’accélération) selon le rapport engagé au niveau de la boîte de vitesse à ce moment là. Les estimations des distances pouvant être parcourues tiennent compte notamment de l’angle d’une pente sur lequel circule le véhicule.
Le document EP2861475 propose un procédé et un dispositif pour commander la vitesse de référence d’un régulateur de vitesse en descente. En descente, le véhicule a tendance à accélérer et à rouler à une vitesse supérieure à la vitesse de consigne enregistrée dans le régulateur de vitesse, ce qui peut se révéler problématique, notamment pour les véhicules de type « poids lourds » équipés de chronotachygraphes enregistrant leur vitesse et pouvant donc rapporter d’éventuels excès de vitesse. Pour pallier cet inconvénient, les conducteurs ont tendance à freiner de manière trop prononcée et arrivent en bas de la pente à une vitesse inférieure à la vitesse optimale d’un point de vue d’économie de carburant. Le procédé proposé va permettre de ne dépasser la vitesse de référence qu’en de courts instants correspondant à la fin de la pente afin de bénéficier de l’énergie cinétique acquise. La fin de la pente est déterminée grâce à des informations cartographiques.
Comme on peut le voir, les différents procédés et systèmes proposés sont souvent axés sur le passage en mode « roue libre » du véhicule ou sur des optimisations des dispositifs de régulation de vitesse en particulier lors du freinage du véhicule. Ces solutions sont intéressantes mais encore insuffisantes, et il serait intéressant de pouvoir aller plus loin en matière d’optimisation de la consommation de carburant.
L’invention a pour objectif de répondre aux inconvénients présentés par l’art antérieur en proposant d’utiliser une fonction de démarrage et d’arrêt automatique (i.e., de type « stop and start ») durant le roulage du véhicule, lorsque les conditions le permettent, notamment lorsque le véhicule roule sur une pente descendante.
A cet effet, et selon un premier aspect l’invention a pour objet un procédé d’optimisation de la consommation en énergie d’un véhicule automobile, le véhicule étant équipé d’un système intégrant une fonction de démarrage et d’arrêt automatique, remarquable en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
a) tester la pertinence d’une demande d’arrêt automatique du moteur en vérifiant la véracité d’une pluralité de conditions prédéfinies; et
b) commander, durant le roulage dudit véhicule, la fonction de démarrage et d’arrêt automatique du véhicule en fonction du résultat des tests effectués, de telle sorte à :
- initier ou confirmer une demande d’arrêt automatique du moteur si et seulement si toutes les conditions vérifiées sont remplies ; et
- refuser ou infirmer une demande d’arrêt automatique du moteur si au moins une des conditions vérifiées n’est pas remplie, et par conséquent initier une demande de démarrage automatique du moteur si le moteur est arrêté.
Comme on l’aura compris à la lecture de la définition qui vient d’en être donnée, le procédé selon l’invention va plus loin qu’une simple mise en mode « roue libre >> du véhicule dans une situation de roulage en descente, l’invention propose d’arrêter le moteur. L’invention propose d’utiliser une fonction de démarrage et d’arrêt automatique (i.e., de type « stop and start >>) durant le roulage du véhicule, afin de réduire la consommation en carburant, et donc les émissions polluantes, telles que les émissions de dioxyde de carbone. En effet, même lorsqu’il est en mode « roue libre >>, le véhicule continue de consommer du carburant selon un régime « ralenti >>. Or, il a été montré que l’arrêt et le redémarrage du moteur représente un coût énergétique correspondant à deux ou trois secondes de consommation de carburant lorsque le moteur est dans un tel régime « ralenti >>. Aussi, tout arrêt du moteur d’une durée supérieure à ce temps minimal est intéressant d’un point de vue de l’optimisation de la consommation en énergie.
Les fonctions de type « stop and start >> sont connues de l’homme du métier et impliquent notamment le redémarrage du véhicule par une simple action du conducteur, par exemple s’il appuie sur une pédale de commande du véhicule. Ainsi, en cas d’un besoin d’accélération ou de freinage exprimé par le conducteur du fait de l’enfoncement d’une pédale de commande du véhicule, le moteur est automatiquement redémarré. Des exemples de procédés de commande d’une telle fonction sont donnés par les documents EP2436912 et EP2990997.
L’invention est également remarquable en ce qu’elle teste la pertinence d’un arrêt du moteur, que cet arrêt soit effectif ou non, et permet ainsi de redémarrer le moteur même sans l’intervention du conducteur lorsque les conditions prédéfinies pour l’arrêt du moteur ne sont plus remplies.
Selon un mode de mise en oeuvre préféré, le procédé comprend la répétition des étapes a) de test et b) de commande de manière continue, ou périodiquement selon une fréquence donnée, lesdites étapes a) de test et b) de commande étant répétées indépendamment de l’état d’activation du moteur. Le procédé peut donc être mis en oeuvre même lorsque le moteur est arrêté (i.e. inactif). Le procédé peut ainsi être initié automatiquement, sans intervention du conducteur.
Par ailleurs, les arrêts de moteurs mis en oeuvre par les fonctions de type « stop and start » permettent de couper le moteur tout en gardant les calculateurs actifs, le procédé peut donc être mis en oeuvre même pendant les phases d’arrêt du moteur, lorsque ce dernier est inactif. Le procédé et le système associé sont conçus pour que les autres fonctions du véhicule, telles que par exemple l’éclairage de la route par les phares du véhicule, restent actives durant la phase d’arrêt du moteur.
Selon une mise en oeuvre préférée de l’invention, l’étape a) comprend au moins une des sousétapes suivantes :
a1) dans un premier test de pertinence, vérifier la véracité d’au moins une condition relative aux conditions de roulage du véhicule choisie parmi :
i. une condition de vitesse du véhicule, la condition étant remplie lorsque la vitesse est supérieure ou égale à une vitesse minimale de référence ; et ii. une condition d’inclinaison du véhicule, la condition étant remplie lorsque l’inclinaison est inférieure ou égale à une inclinaison minimale de référence ;
a2) dans un deuxième test de pertinence, vérifier la véracité d’au moins une condition relative à la source d’énergie électrique du véhicule ;
a3) dans un troisième test de pertinence, vérifier la véracité d’au moins une condition relative à la volonté du conducteur de passer en roulage économique.
De préférence, l’étape a) du procédé comprend toutes les sous-étapes a1), a2) et a3).
On rappelle que, par convention, l’inclinaison d’une pente est notée positivement lorsque la pente est ascendante pour le véhicule qui l’emprunte, et négativement lorsqu’elle est descendante selon le sens de déplacement du véhicule.
Comme on l’aura compris, les conditions vérifiées dans le premier test de pertinence vont permettre de déterminer la capacité du véhicule à au moins maintenir sa vitesse, voire à accélérer, si le moteur est arrêté. Avantageusement, le procédé détermine si les conditions de vitesse du véhicule et d’inclinaison de la route, permettent audit véhicule de bénéficier de suffisamment d’énergie potentielle pouvant être transformée en énergie cinétique, pour pouvoir arrêter temporairement le moteur sans pour autant ralentir le véhicule.
De préférence, l’étape a1) permet, dans un premier test de pertinence, de vérifier la véracité d’au moins deux conditions relatives aux conditions de roulage du véhicule, les conditions comprenant :
i. une condition de vitesse du véhicule, la condition étant remplie lorsque la vitesse est supérieure ou égale à une vitesse minimale de référence; et ii. une condition d’inclinaison du véhicule, la condition étant remplie lorsque l’inclinaison est inférieure ou égale à une inclinaison minimale de référence.
On aura compris que le procédé n’est en effet mis en oeuvre que lorsque les conditions de vitesse et d’inclinaison du véhicule lui permettent de bénéficier de suffisamment d’énergie cinétique pour maintenir sa vitesse constante, ou pour accélérer.
Selon une mise en oeuvre préférée, dans le premier test de pertinence, la vitesse minimale de référence, permettant de vérifier si la condition de vitesse est remplie, est déterminée en fonction de l’inclinaison du véhicule ; et/ou l’inclinaison minimale de référence, permettant de vérifier si la condition d’inclinaison est remplie, est déterminée en fonction de la vitesse du véhicule. De préférence, la vitesse minimale de référence et/ou l’inclinaison minimale de référence sont déterminées en fonction de la masse du véhicule. La détermination d’une fonction entre la vitesse et l’inclinaison du véhicule, éventuellement pondérée par la masse dudit véhicule permet d’optimiser les conditions d’arrêt du moteur.
Selon une mise en oeuvre préférée de l’invention, dans le premier test de pertinence, la condition de vitesse est remplie lorsque la vitesse du véhicule est comprise entre une valeur minimale de référence et une valeur maximale de référence ; de préférence :
le véhicule comprenant en outre un limiteur de vitesse ; la valeur maximale de référence est définie par ledit limiteur de vitesse ; et/ou
- le véhicule est équipé d’un dispositif de géolocalisation de type GPS, et la valeur maximale de référence est renseignée par ledit dispositif GPS comme étant la vitesse maximale autorisée sur la portion de route sur laquelle se trouve le véhicule ; et/ou
- la vitesse maximale de référence est calculée en multipliant par un facteur prédéterminé la vitesse initiale du véhicule telle que mesurée au moment où le moteur a été arrêté.
L’invention va ainsi tenir compte de l’accélération du véhicule lorsqu’il roule en pente et propose des moyens de limiter cette vitesse en rallumant le moteur de manière à profiter du couple et donc du frein moteur, et/ou de manière à permettre au limiteur de vitesse d’entrer en action, le cas échéant. Selon l’invention, le procédé mis en oeuvre par le limiteur de vitesse est en effet prioritaire par rapport au procédé de roulage économique dans lequel le moteur est arrêté.
Selon une mise en oeuvre préférée de l’invention, lors du premier test de pertinence, le procédé va, en outre vérifier, une condition iii) de temps de roulage potentiel, la condition étant remplie lorsque le temps déterminé est supérieur ou égal à un temps minimal de référence.
Le temps minimal de référence est le temps déterminé pour que l’arrêt et le redémarrage du moteur présente un coût énergétique inférieur au coût énergétique du moteur tournant à un régime « ralenti » durant cette même période. Ainsi, le procédé ne déclenche l’arrêt du moteur que si cet arrêt apparaît comme étant économiquement intéressant.
Comme on aura compris, les conditions vérifiées lors du deuxième test de pertinence, vont permettre de déterminer la capacité du véhicule à redémarrer le moteur après l’avoir arrêté, en matière d’énergie électrique disponible.
A cet effet, le véhicule comprenant une batterie pour son alimentation en électricité, le procédé est remarquable en ce qu’au moins une des conditions vérifiées lors du deuxième test de pertinence est une condition de charge de la batterie du véhicule, la condition étant remplie lorsque la charge de la batterie est supérieure à un seuil SOC (min) prédéterminé. SOC vient de l’expression anglaise « State Of Charge ». SOC (min) représente donc un seuil minimal de charge de la batterie.
De préférence, le deuxième test de pertinence va en outre vérifier la véracité :
- d’une condition de capacitance de la charge de la source d’énergie électrique, de sorte à ce que la condition soit remplie si la charge de la source électrique a évolué d’une valeur supérieure à un seuil donné depuis le dernier redémarrage du véhicule ; et/ou
- d’une condition de consommation en énergie électrique, de sorte à ce que la condition soit remplie si la demande en énergie électrique du véhicule est inférieure à une valeur prédéterminée.
Le troisième test de pertinence va permettre de déterminer la volonté du conducteur à passer dans un mode de roulage économique. A cet effet, le véhicule comprenant des pédales de commande, le procédé est remarquable en ce qu’au moins une des conditions vérifiées lors du troisième test de pertinence est une condition de relâchement des pédales de commande, la condition étant remplie lorsque le taux d’enfoncement de toutes les pédales de commande est nul.
De préférence, la condition de relâchement des pédales de commande est pondérée par une condition de temps de sorte à n’être remplie que lorsque le taux d’enfoncement de toutes les pédales de commande est nul durant un temps prédéfini. Le procédé permet d’éviter ainsi un arrêt intempestif du moteur suite à un changement de pédale par le conducteur.
Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un système d’optimisation de la consommation en énergie d’un véhicule automobile, le système intégrant une fonction de démarrage et d’arrêt automatique du véhicule, remarquable en ce qu’il est configuré pour pouvoir exécuter ladite fonction lors du roulage du véhicule en mettant en oeuvre le procédé tel que défini selon le premier aspect, le procédé comprenant les étapes suivantes :
a) tester la pertinence d’une demande d’arrêt automatique du moteur en vérifiant la véracité d’une pluralité de conditions prédéfinies ; et
b) commander, durant le roulage dudit véhicule, la fonction de démarrage et d’arrêt automatique du véhicule en fonction du résultat des tests effectués, de telle sorte à :
- initier ou confirmer une demande d’arrêt automatique du moteur si et seulement si toutes les conditions vérifiées sont remplies ; et
- refuser ou infirmer une demande d’arrêt automatique du moteur si au moins une des conditions vérifiées n’est pas remplie, et par conséquent initier une demande de démarrage automatique du moteur si le moteur est arrêté.
De préférence, le système est remarquable en ce qu’il comprend ou utilise :
un inclinomètre, apte à déterminer l’inclinaison d’une pente ;
- un capteur de vitesse, apte à déterminer la vitesse de véhicule ;
- des capteurs d’enfoncement des pédales de commande du véhicule ; et
- optionnellement, au moins un capteur de masse du véhicule.
Avantageusement, le système comprend des moyens de paramétrage de l’état d’activation de la fonction de démarrage et d’arrêt automatique du véhicule lors du roulage en permettant à un utilisateur d’enregistrer une consigne plaçant ladite fonction selon un état activé ou désactivé ; et est configuré pour que, lorsque la fonction est désactivée, effectuer les tests de pertinence et, si et seulement si toutes les conditions vérifées sont remplies, afficher une suggestion d’activation de la fonction de démarrage et d’arrêt automatique du véhicule lors du roulage.
Enfin, selon un troisième aspect, l’invention concerne un véhicule automobile remarquable en ce qu’il est équipé d’un système tel que défini selon le deuxième aspect de l’invention.
D’autres aspects et avantages apparaîtront clairement à la lecture de la description qui suit donnée en référence aux planches de dessins annexées sur lesquelles :
- la figure 1 est une représentation du système d’optimisation de la consommation en énergie d’un véhicule automobile selon l’invention ;
- la figure 2 est une représentation du diagramme du procédé d’optimisation de la consommation en énergie d’un véhicule automobile selon l’invention.
Dans la description qui suit, le procédé et le système mettant en oeuvre le procédé seront décrits conjointement. On se référera en premier lieu à la figure 1 montrant un véhicule équipé d'un système 1 d’optimisation de la consommation en énergie selon l'invention. Le système 1 comprend une unité de contrôle 3 électronique intégrant une fonction de démarrage et d’arrêt automatique du véhicule. L’unité de contrôle va comprendre classiquement au moins une mémoire et au moins un calculateur.
L’unité de contrôle 3 est reliée au réseau multiplexé embarqué sur le véhicule. On rappelle, au besoin, que les réseaux multiplexés sont des réseaux de communication numérique permettant à des équipements électriques ou des sous-ensembles d'équipement électriques de communiquer entre eux avec un nombre de fils réduit. La mise en oeuvre de tels réseaux multiplexés sur un véhicule est connue de l'homme du métier et ne sera pas détaillée plus avant. A titre d'exemple, l'invention peut mettre en oeuvre un réseau de type CAN (acronyme de: Controller Area Network), de type LIN (acronyme de: Local Interconnect Network), de type MOST (acronyme de: Media Oriented System Transport), de type Flexray, ou d'autres types de réseaux multiplexés.
Le système 1 selon l’invention peut également comprendre ou utiliser un ou plusieurs moyens de mesure choisis parmi :
un inclinomètre 5, apte à déterminer l’inclinaison du véhicule ;
- au moins un capteur de masse 7, apte à déterminer la masse du véhicule ;
- au moins un capteur de vitesse 9, apte à déterminer la vitesse de véhicule ;
- au moins un capteur d’enfoncement 11 d’une des pédales de commande du véhicule.
L’inclinomètre 5 est un capteur. Il est avantageusement monté sur la caisse du véhicule et mesure l’angle d’inclinaison de cette caisse vis-à-vis de l’horizontale.
Le capteur de masse 7 peut se présenter sous forme d’un capteur relevant l’écart Ah de hauteur entre le train arrière et la caisse du véhicule, cet écart variant en fonction de la charge du véhicule.
Le ou les capteurs de vitesse 9 sont montés classiquement au niveau des roues du véhicule et permettent de relever leur vitesse de rotation. La vitesse du véhicule est alors calculée sur la base de ces données.
Le ou les capteurs d’enfoncement 11 des pédales de commande du véhicule mesurent avantageusement le taux d’enfoncement de la pédale, par exemple comme fonction de la pression exercée sur ladite pédale. Lorsque le taux d’enfoncement est nul, la pédale est relâchée. De préférence, le système et le procédé suivent le taux d’enfoncement de toutes le pédales du véhicule.
De préférence, l'unité de contrôle 3 est également reliée à un afficheur 13 formant une interface homme-machine permettant à l'utilisateur de paramétrer le système 1 d’optimisation de la consommation en énergie et effectuer le choix de placer la fonction de démarrage et d’arrêt automatique du véhicule lors du roulage du véhicule selon un état activé ou désactivé.
Selon l'invention, différents types d'afficheurs peuvent être mis en oeuvre. Par exemple, il est possible d'utiliser des afficheurs associés à des désignateurs (tels que des flèches de navigations sur la façade du poste de radio ou des commandes au volant) pour naviguer dans les différentes options de paramétrage, sélectionner et enregistrer des paramètres choisis. Il est également possible de mettre en oeuvre un afficheur 13 sous forme d'un écran tactile. Le paramétrage du véhicule est effectué par une sélection dans un menu.
Lorsque la fonction est désactivée, le système est configuré pour afficher une suggestion d’activation de la fonction de démarrage et d’arrêt automatique du véhicule lors du roulage, lorsque les conditions le permettent, comme cela va être vu en détail.
Le système 1 d’optimisation de la consommation en énergie du véhicule est remarquable en ce qu’il est configuré pour pouvoir exécuter ladite fonction de démarrage et d’arrêt automatique lors du roulage du véhicule, donc lorsqu’il est en mouvement, en mettant en oeuvre le procédé suivant, illustré en figure 2.
Lorsque le véhicule est en roulage 15, le système est configuré pour effectuer une série de tests (17, 19, 21) dans une première étape a) (dite « de test »), afin de tester la pertinence d’une demande d’arrêt automatique du moteur. Les tests permettent de déterminer la véracité (condition remplie) ou non (condition non remplie) d’une pluralité de conditions prédéfinies.
Les tests effectués, ou tests de pertinence, peuvent se classer sous trois catégories, et visent à déterminer :
- la capacité du véhicule à au moins maintenir sa vitesse, voire à accélérer, si le moteur est arrêté (premier test de pertinence 17) ;
- la capacité du véhicule à redémarrer le moteur après l’avoir arrêté, en matière d’énergie électrique disponible (deuxième test de pertinence 19) ; et
- la volonté du conducteur à passer dans un mode de roulage économique (troisième test de pertinence 21).
Dans une deuxième étape b) (dite « de commande »), le système est configuré pour commander la fonction de démarrage et d’arrêt automatique du véhicule en fonction du résultat des tests effectués à l’étape a), de telle sorte à :
- initier 23 ou confirmer une demande d’arrêt automatique du moteur si et seulement si toutes les conditions vérifiées dans les tests de pertinence (17, 19, 21) sont remplies, et
- refuser 25 ou infirmer une demande d’arrêt automatique du moteur si au moins une des conditions vérifiées dans les tests de pertinence (17, 19, 21) n’est pas remplie ; et par conséquent initier 29 une demande de démarrage automatique du moteur si le moteur est arrêté 27.
Selon un mode de mise en oeuvre préféré, le système est configuré pour répéter les étapes a) de test et b) de commande du procédé, la répétition se faisant de manière continue, ou périodiquement, selon une fréquence donnée. Selon l’invention, lesdites étapes a) de test et b) de commande étant répétées indépendamment de l’état d’activation du moteur.
Avantageusement, l’invention permet de déterminer, que le moteur soit actif (i.e. démarré) ou inactif (i.e. arrêté), s’il est pertinent ou non d’arrêter le moteur ou, s’il est déjà arrêté, de le maintenir inactif. Ainsi, le système selon l’invention est configuré pour redémarrer le moteur même sans intervention du conducteur lorsque toutes les conditions prédéfinies pour l’arrêt du moteur ne sont plus remplies.
Le premier test de pertinence
Selon l’invention, le procédé va permettre de vérifier, au moyen d’un premier test de pertinence 17, la véracité d’au moins une, et de préférence d’au moins deux, conditions relatives aux conditions de roulage du véhicule choisies parmi :
i. une condition de vitesse 31 du véhicule, la condition étant remplie lorsque la vitesse V est supérieure ou égale à une vitesse minimale Vmin de référence ; et ii. une condition d’inclinaison 33 du véhicule, la condition étant remplie lorsque l’inclinaison Incl est inférieure ou égale à une inclinaison minimale Incl min de référence.
iii. une condition de temps de roulage potentiel (non représentée), la condition étant remplie lorsque le temps déterminé est supérieur ou égal à un temps minimal de référence.
Selon une mise en oeuvre préférée, la vitesse minimale de référence, permettant de vérifier si la condition de vitesse est remplie, est déterminée en fonction de l’inclinaison du véhicule. De même, l’inclinaison minimale de référence, permettant de vérifier si la condition d’inclinaison est remplie, est déterminée en fonction de la vitesse du véhicule.
De préférence, la vitesse minimale et/ou l’inclinaison minimale sont déterminées en fonction de la masse du véhicule. En effet, plus la masse du véhicule est importante plus l’accélération de ce dernier sera importante, à vitesse initiale et inclinaison équivalente.
Par cet aspect, le procédé permet d’affiner les conditions d’arrêt ou non du moteur. Le procédé n’est en effet mis en oeuvre que lorsque les conditions de vitesse et d’inclinaison du véhicule lui permettent de bénéficier de suffisamment d’énergie cinétique pour maintenir sa vitesse constante, ou pour accélérer. On comprend que plus la vitesse initiale du véhicule est importante, plus la pente (c’est-à-dire son degré d’inclinaison) peut être faible. A l’inverse, plus la vitesse initiale est faible, plus le degré d’inclinaison du véhicule doit être important. La vitesse initiale est ici définie comme la vitesse du véhicule au moment du test et donc de l’arrêt potentiel du moteur.
La capacité d’un véhicule à conserver sa vitesse ou à accélérer en fonction d’une inclinaison donnée et d’une vitesse donnée sera déterminée sans peine par l’homme du métier, par exemple de manière expérimentale. A défaut de détermination d’une telle fonction entre la vitesse et l’inclinaison, l’homme du métier pourra définir l’inclinaison minimale du véhicule comme étant l’inclinaison à partir de laquelle le véhicule entame un déplacement à partir d’une vitesse initiale nulle.
Selon une mise en oeuvre préférée de l’invention, la valeur minimale de référence d’inclinaison est prédéterminée et est choisie entre 0 et -10 degrés, de préférence entre -2 et -7 degrés. De manière alternative ou complémentaire, la valeur minimale de référence de vitesse est prédéterminée et est choisie entre 30 et 100 km/heure, de préférence entre 50 et 70 km/heure.
Selon une mise en oeuvre préférée de l’invention, la condition de vitesse est remplie lorsque la vitesse du véhicule est comprise entre une valeur minimale et une valeur maximale. L’augmentation possible de la vitesse du véhicule est alors bridée.
Ainsi, de préférence, la vitesse maximale est calculée en multipliant par un facteur prédéterminé la vitesse de départ du véhicule telle que mesurée au moment où le moteur a été arrêté. L’invention va ainsi tenir compte de l’accélération du véhicule lorsqu’il roule en pente, le moteur arrêté. En effet, le véhicule ne présente alors plus de couple pour ralentir sa course. Le redémarrage du moteur permet de redonner du couple et donc de freiner le véhicule de manière économique.
Lorsque le véhicule est équipé d’un limiteur de vitesse, le système est configuré pour que la fonction associée à la limitation de vitesse soit prioritaire par rapport à un roulage économique dans lequel le moteur est arrêté. Le moteur est donc redémarré pour laisser le limiteur de vitesse s’exprimer. Les dispositifs limiteur de vitesse sont bien connus de l’homme du métier et ne seront donc pas décrits plus avant. Ainsi, de préférence, le véhicule comprenant en outre un limiteur de vitesse, et la valeur maximale est définie par ledit limiteur de vitesse. Selon l’invention, le procédé mis en oeuvre par le limiteur de vitesse est prioritaire par rapport au procédé de roulage économique dans lequel le moteur est arrêté.
Enfin, une accélération trop importante pouvant être dangereuse, en particulier si la route suivie est une route de montagne présentant une succession de virages de type « épingle à cheveux >>, le système est configuré pour brider les possibilités d’accélérations du véhicule. A cet effet, le système pourra avantageusement recevoir des informations topographiques en provenance d’un dispositif de géolocalisation de type GPS embarqué par le véhicule. Les dispositifs de géolocalisation de type GPS (pour « Global Positioning System » en anglais) sont bien connus de l’homme du métier, et ne seront pas décrits plus avant. Ainsi, de préférence, le véhicule est équipé d’un dispositif de géolocalisation de type GPS, et la valeur maximale est renseignée par ledit dispositif GPS comme étant la vitesse maximale autorisée sur la portion de route sur laquelle se trouve le véhicule.
Un autre type de bridage du système peut également être envisagé, comme vu plus haut, par la vérification d’une condition supplémentaire, à savoir une condition de temps de roulage potentiel, la condition étant remplie lorsque le temps déterminé est supérieur ou égal à un temps minimal.
La détermination du temps de roulage potentiel peut être effectuée à partir des paramètres déjà déterminés de vitesse et d’inclinaison de pente, éventuellement pondérés par le paramètre de charge du véhicule. Le temps de roulage potentiel étant alors calculé comme le temps estimé pour que la vitesse du véhicule devienne inférieure à la vitesse minimale, et/ou le cas échéant comme le temps estimé pour que la vitesse du véhicule devienne supérieure à la vitesse maximale.
Le deuxième test de pertinence
Selon, l’invention, le procédé va permettre de vérifier, au moyen d’un deuxième test de pertinence 19, la véracité d’au moins une condition relative à la source d’énergie électrique du véhicule.
A cet effet, le véhicule comprenant une batterie pour son alimentation en électricité, le procédé est remarquable en ce qu’au moins une des conditions vérifiées lors du deuxième test de pertinence est une condition de charge 35 de la batterie du véhicule, la condition étant remplie lorsque l’état de charge de la batterie est supérieur à un seuil SOC (min) prédéterminé.
L’état de charge d’une batterie ou SOC (pour l’expression anglaise « State Of Charge >>), comme condition pour la mise en oeuvre d’une fonction de démarrage et d’arrêt automatique d’un moteur thermique est connu de l’homme du métier et par exemple décrite dans le document FR2964747.
De préférence, le deuxième test de pertinence va en outre vérifier la véracité d’une condition de capacitance de la charge de la source d’énergie électrique, de sorte à ce que la condition soit remplie si la charge de la source électrique a évolué d’une valeur supérieure à un seuil donné depuis le dernier redémarrage du véhicule. L’utilisation d’une telle condition de capacitance est connue de l’homme du métier et est par exemple décrit dans le document EP2138711.
De préférence encore, d’une condition de consommation en énergie électrique, de sorte à ce que la condition soit remplie si la demande en énergie électrique du véhicule est inférieure à une valeur prédéterminée.
Le troisième test de pertinence
Selon, l’invention, le procédé va permettre de vérifier, au moyen d’un troisième test de pertinence 21, la véracité d’au moins une condition relative à la volonté du conducteur de passer en roulage économique. Ce dernier ne doit plus accélérer pour bénéficier de l’énergie cinétique que lui procure la pente qu’il descend, et donc avoir relâché la pédale d’accélération, pour que le procédé puisse commander l’arrêt du moteur. Par ailleurs, l’invention prévoit que le procédé ne commande pas l’arrêt du moteur lorsque le conducteur est en train de freiner, c’est-à-dire d’enfoncer la pédale de frein, ou de changer de vitesse, c’est-à-dire d’enfoncer la pédale d’embrayage. On aura compris que le taux d’enfoncement de toutes les pédales de commande doit être nul pour que le système puisse arriver à la conclusion que le conducteur veut passer en mode de roulage économique. La mesure du taux d’enfoncement des pédales de commande est une mesure connue de l’homme du métier.
A cet effet, le véhicule comprenant des pédales de commande, le procédé est remarquable en ce qu’au moins une des conditions vérifiées lors du troisième test de pertinence est une condition 37 de relâchement des pédales de commande, la condition étant remplie lorsqu’aucune pédale de commande n’est enfoncée.
De préférence, la condition de relâchement des pédales de commande est pondérée par une condition de temps de sorte à n’être remplie que lorsqu’aucune pédale de commande n’est enfoncée durant un temps prédéfini. Le procédé permet d’éviter ainsi un arrêt intempestif du moteur suite à un changement de pédale par le conducteur.
La liste des références de la figure 1 est comme suit :
I : système d’optimisation de la consommation en énergie : unité de contrôle électronique : inclinomètre : capteur de masse : capteur de vitesse
II : capteur d’enfoncement d’une pédale : afficheur
La liste des références de la figure 2 est comme suit :
: état initial du véhicule en roulage avec le moteur actif : premier test de pertinence : deuxième test de pertinence : troisième test de pertinence : initiation d’une demande d’arrêt automatique du moteur : refus d’une demande d’arrêt automatique du moteur : test de détermination de l’état d’activation du moteur : initiation d’une demande de redémarrage automatique du moteur : test de détermination de la véracité d’une condition de vitesse : test de détermination de la véracité d’une condition d’inclinaison : test de détermination de la véracité d’une condition de charge de la batterie : test de détermination de la véracité d’une condition de relâchement des pédales de commande

Claims (10)

1. Procédé d’optimisation de la consommation en énergie d’un véhicule automobile, le véhicule étant équipé d’un système (1) intégrant une fonction de démarrage et d’arrêt automatique caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
a) tester la pertinence d’une demande d’arrêt automatique du moteur en vérifiant la véracité d’une pluralité de conditions prédéfinies ; et
b) commander, durant le roulage (15) dudit véhicule, la fonction de démarrage et d’arrêt automatique du véhicule en fonction du résultat des tests effectués, de telle sorte à :
- initier (23) ou confirmer une demande d’arrêt automatique du moteur si et seulement si toutes les conditions vérifiées sont remplies ; et
- refuser (25) ou infirmer une demande d’arrêt automatique du moteur si au moins une des conditions vérifiées n’est pas remplie, et par conséquent initier (29) une demande de démarrage automatique du moteur si le moteur est arrêté (27).
2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l’étape a) comprend au moins une des sous-étapes suivantes :
a1) dans un premier test de pertinence (17), vérifier la véracité d’au moins une condition relative aux conditions de roulage du véhicule choisie parmi :
i. une condition de vitesse du véhicule (31 ), la condition étant remplie lorsque la vitesse est supérieure ou égale à une vitesse minimale de référence; et ii. une condition d’inclinaison du véhicule (33), la condition étant remplie lorsque l’inclinaison est inférieure ou égale à une inclinaison minimale de référence ;
a2) dans un deuxième test de pertinence (19), vérifier la véracité d’au moins une condition (35) relative à la source d’énergie électrique du véhicule ;
a3) dans un troisième test de pertinence (21), vérifier la véracité d’au moins une condition (37) relative à la volonté du conducteur de passer en roulage économique ;
de préférence, l’étape a) du procédé comprend toutes les sous-étapes a1), a2) et a3).
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce qu’il comprend la répétition des étapes a) de test et b) de commande de la fonction de démarrage et d’arrêt automatique du véhicule, périodiquement, selon une fréquence donnée, lesdites étapes a) de test et b) de commande étant répétées indépendamment de l’état d’activation du moteur.
4. Procédé selon l’une des revendications 2 à 3, le véhicule comprenant une batterie pour son alimentation en électricité, le procédé étant caractérisé en ce qu’au moins une des conditions vérifiées lors du deuxième test de pertinence (19) est une condition de charge de la batterie du véhicule (35), la condition étant remplie lorsque la charge de la batterie est supérieure à un seuil SOC (min) prédéterminé ;
de préférence, le deuxième test de pertinence va en outre vérifier la véracité :
- d’une condition de capacitance de la charge de la source d’énergie électrique, de sorte à ce que la condition soit remplie si la charge de la source électrique a évolué d’une valeur supérieure à un seuil donné depuis le dernier redémarrage du véhicule ; et/ou
- d’une condition de consommation en énergie électrique, de sorte à ce que la condition soit remplie si la demande en énergie électrique du véhicule est inférieure à une valeur prédéterminée.
5. Procédé selon l’une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que, dans le premier test de pertinence (17), la condition de vitesse est remplie lorsque la vitesse du véhicule est comprise entre une valeur minimale de référence et une valeur maximale de référence ; de préférence :
le véhicule comprenant en outre un limiteur de vitesse ; la valeur maximale de référence est définie par ledit limiteur de vitesse ; et/ou
- le véhicule est équipé d’un dispositif de géolocalisation de type GPS, et la valeur maximale de référence est renseignée par ledit dispositif GPS comme étant la vitesse maximale autorisée sur la portion de route sur laquelle se trouve le véhicule ; et/ou
- la vitesse maximale de référence est calculée en multipliant, par un facteur prédéterminé, la vitesse initiale du véhicule telle que mesurée au moment où le moteur a été arrêté.
6. Procédé selon l’une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que, dans le premier test de pertinence (17), la valeur minimale de référence de la condition de vitesse est déterminée en fonction de l’inclinaison du véhicule, et/ou la valeur minimale de référence de l’inclinaison du véhicule est déterminée en fonction de la vitesse du véhicule ; de préférence la valeur minimale de référence de la vitesse et/ou de l’inclinaison sont déterminées en fonction de la masse du véhicule.
7. Procédé selon l’une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que, dans le premier test de pertinence (17), le procédé va en outre vérifier une condition iii) de temps de roulage potentiel, la condition étant remplie lorsque le temps déterminé est supérieur ou égal à un temps minimal de référence.
8. Système (1) d’optimisation de la consommation en énergie d’un véhicule automobile, le système intégrant une fonction de démarrage et d’arrêt automatique du véhicule, caractérisé en ce qu’il est configuré pour pouvoir exécuter ladite fonction lors du roulage du véhicule en mettant en oeuvre le procédé selon l’une des revendications 1 à 7, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
a) tester la pertinence d’une demande d’arrêt automatique du moteur en vérifiant la véracité d’une pluralité de conditions prédéfinies ; et
b) commander, durant le roulage dudit véhicule, la fonction de démarrage et d’arrêt automatique du véhicule en fonction du résultat des tests effectués, de telle sorte à :
- initier (23) ou confirmer une demande d’arrêt automatique du moteur si et seulement si toutes les conditions vérifiées sont remplies ; et
- refuser (25) ou infirmer une demande d’arrêt automatique du moteur si au moins une des conditions vérifiées n’est pas remplie, et par conséquent initier (29) une demande de démarrage automatique du moteur si le moteur est arrêté (27) ;
de préférence, le système (1) comprend ou utilise :
- un inclinomètre (5), apte à déterminer l’inclinaison d’une pente ;
- un capteur de vitesse (9), apte à déterminer la vitesse de véhicule ;
- des capteurs (11) d’enfoncement des pédales de commande du véhicule ; et
- optionnellement, au moins un capteur (7) de masse du véhicule.
9. Système (1 ) selon la revendication 8, caractérisé en ce qu’il comprend des moyens de paramétrage de l’état d’activation de la fonction de démarrage et d’arrêt automatique du véhicule lors du roulage en permettant à un utilisateur d’enregistrer une consigne plaçant ladite fonction selon un état activé ou désactivé, et en ce qu’il est configuré pour que, lorsque la fonction est désactivée, effectuer les tests de pertinence et, si et seulement si toutes les conditions vérifiées sont remplies, afficher une suggestion d’activation de la fonction de démarrage et d’arrêt automatique du véhicule lors du roulage.
10. Véhicule automobile caractérisé en ce qu’il est équipé un système (1) selon l’une des 5 revendications 8 ou 9.
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