Brevet FR2881807A1 — publié le 20060811

PROCEDE DE RECONNAISSANCE DE L'ETAT D'UN DISPOSITIF D'EMBRAYAGE ENTRE UN MOTEUR ET UNE BOITE DE VITESSE La présente invention concerne un procédé de reconnaissance de l'état d'un dispositif d'embrayage d'un moteur et d'une boite de vitesses d'un véhicule automobile. Le procédé de reconnaissance est réalisé par un calculateur électronique. Pour les moteurs à combustion interne, à essence ou diesel, les stratégies de contrôle moteur, concernant notamment la régulation du ralenti et la gestion des à-coups de couple, sont plus performantes quand elles disposent en temps réel de l'information sur l'état du dispositif d'embrayage entre la boite de vitesses et le moteur, c'est-à-dire sur les instants où les deux disques du dispositif d'embrayage sont solidaires physiquement (appelé état embrayé) ou au contraire complètement désolidarisés (appelé état débrayé). On connaît le brevet EP 0924443 qui décrit un procédé de reconnaissance de l'état d'un dispositif d'embrayage entre un moteur et une boite de vitesses d'un véhicule. Le procédé décrit dans ce breveta pour but de délivrer un signal représentatif de l'état du dispositif d'embrayage; ce signal provient de la prise en compte d'un signal représentatif de l'état embrayé, et d'un signal représentatif de l'état débrayé. Ces deux derniers signaux sont quant à eux calculés de manière logicielle à partir d'un signal représentant la vitesse du véhicule, et d'un signal représentant le régime moteur par rapport au temps. Ce procédé permet ainsi de se passer d'un contacteur de pédale d'embrayage du véhicule. Or avec le type de procédé de reconnaissance de l'état d'un dispositif d'embrayage décrit ci-dessus, la détection des états reste insatisfaisante. En fonction des prestations que l'on souhaite obtenir pour un véhicule, la détection de l'état débrayé peut rester trop tardive. L'invention vise à pallier cet inconvénient. Elle fournit dans ce but un procédé de reconnaissance de l'état d'un dispositif d'embrayage entre un moteur et une boite de vitesses d'un véhicule automobile, dans lequel le signal représentatif de l'état embrayé est calculé de manière logicielle à partir de la vitesse du véhicule et du régime moteur, et dans lequel le signal représentatif de l'état débrayé est obtenu à partir d'un signal d'un contacteur disposé sur la pédale d'embrayage du véhicule. Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé peut comporter une étape de diagnostic du contacteur; lorsque le procédé détecte un dysfonctionnement du contacteur de pédale d'embrayage, le signal représentatif de l'état débrayé est calculé de manière logicielle à partir de la vitesse du véhicule et du régime moteur. Le procédé passe alors d'un mode de fonctionnement dit normal à un mode dit défaillant , dans lequel les deux signaux représentatifs des états débrayés et embrayés sont calculés de manière logicielle. L'invention vise également à améliorer les signaux représentatifs de l'état embrayé et de l'état débrayé qui sont calculés de manière logicielle, en rajoutant respectivement un critère de stabilité du signal représentant la vitesse du véhicule par rapport au régime du moteur, et une prise en compte d'une information freinage pour détecter une décélération rapide du régime moteur. La présente invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple et nullement limitatif, et illustré par les dessins annexés sur lesquels: la figure 1 représente le schéma de principe du procédé de reconnaissance de l'embrayage selon l'invention; - la figure 2 représente le diagnostic du contacteur de la pédale d'embrayage; la figure 3 représente le calcul du signal SEMB; la figure 4 représente le calcul du signal Sdebl; - La figure 5 représente un graphique d'une action de débrayage. CREATION DU SIGNAL SEF En référence à la figure 1, le principe du procédé de reconnaissance de l'état d'un dispositif d'embrayage entre un moteur et une boite de vitesse d'un véhicule consiste à créer un signal SEF, exploitable par les calculateurs électroniques de contrôle moteur dans le véhicule, et qui délivre l'information sur l'état du dispositif d'embrayage de l'ensemble moteur - boite de vitesse. Pour créer le signal SEF, le procédé utilise deux signaux: le signal SEMB qui est représentatif de l'état embrayé du dispositif d'embrayage, le signal SDEB qui est qui est représentatif de l'état débrayé du dispositif d'embrayage. Selon l'invention, le signal SEMB représentatif de l'état embrayé est calculé de manière logicielle à partir de la vitesse V et du régime moteur N, et le signal SDEB représentatif de l'état débrayé est obtenu à partir d'un signal Sdebc d'un contacteur disposé sur la pédale d'embrayage du véhicule (non représenté), ceci permettant d'avoir des signaux rapides pour la prise en compte des changements d'état du dispositif d'embrayage. Ce mode de fonctionnement du procédé est appelé mode normal . L'avantage d'utiliser ces signaux est que ce sont ceux qui fournissent l'information sur l'état embrayé ou débrayé le plus tôt possible (voir figure 5). Le contacteur disposé sur la pédale d'embrayage du véhicule fournit un signal Sdebc représentatif de l'état débrayé avant que le dispositif d'embrayage ne le soit. On peut par conséquent anticiper ce changement d'état. Les signaux SEMB et SDEB entrent dans une bascule logique RS (référence 1) , dont le signal binaire de sortie SEF est égal à 1, s'il était égal à 0 au calcul précédent et si un front montant 2 est observé sur le signal SEMB. Par contre, ce signal SEF passe à 0 s'il était à 1 au calcul précédent avec un front montant 3 observé sur le signal SDEB. 4 CREATION DU SIGNAL SEMB Une étape du procédé de reconnaissance, apparaissant également sur la figure 3, consiste à détecter la présence du signal (V/N) dans des fenêtres de rapports de boite, à utiliser cette même information (V/N) par rapport à sa valeur de calcul précédente et à la comparer par rapport à des seuils, pour délivrer un signal SEMB. - CALCUL DE V/N Une première étape du procédé consiste d'abord à délivrer un signal V/N représentant le rapport de la vitesse V du véhicule sur le régime N du moteur. La vitesse véhicule brute V, doit être filtrée tout d'abord pour éliminer le bruit, par un filtrage passe-bas du premier ordre (non représenté), qui doit tenir compte de la stratégie d'embrayage, mais aussi des autres stratégies initialement présentes utilisant cette variable. La vitesse V filtrée est ensuite divisée (fonction division 4) par le régime moteur moyen N, dont le résultat est ensuite filtré à son tour lors d'un filtrage passe-bas (non représenté), suffisamment fort pour réduire le bruit du signal, mais sans créer un retard trop grand. - CREATION DU SIGNAL Se Cette étape consiste à repérer en temps réel l'entrée du signal V/N dans l'une des fenêtres particulières, dont chacune est directement associée à un rapport déterminé de la boite de vitesses, au type de rnonte pneumatique du véhicule et à la dispersion des grandeurs d'entrée, que ce signal y entre lors d'un passage à une vitesse supérieure ou inférieure. Ces fenêtres de repérage sont calibrées expérimentalement à partir d'essais sur véhicule et en tenant compte des dispersions Pour cela, comme le montre la figure 3, le signal V/N est comparé à un seuil S4 qui est fonction des rapports possibles de la boite de vitesses pour donner un signal Se. Le but de Se est de s'assurer que le rapport V/N correspond ou non à un rapport de boite du véhicule. - CREATION DU SIGNAL S'e Pour éviter des basculements intempestifs du signal SEMB en phase de ralenti du moteur, une fonction logique (ET) barre inversée 6 combine la valeur du régime moteur N, quand elle est inférieure à un seuil maximal SN déterminé (fonction comparaison 7) avec la valeur du signal V quand elle est supérieure à un seuil SV déterminé (fonction comparaison 8) correspondant à l'état débrayé de l'ensemble moteur - boite de vitesses en phase de roulage du véhicule, et délivre un signal S'e. - CREATION DU SIGNAL S"e Dans ce procédé, la détection du signal V/N dans des fenêtres de rapports de boite de vitesses, en le comparant avec un nombre de seuils égal au nombre de rapports de la boite de vitesses est nécessaire, mais elle n'est pas suffisante. En effet, ce signal peut être perturbé du fait de plusieurs paramètres, ce qui peut entraîner une fluctuation non souhaitée sur le signal représentatif de l'état embrayé. Les perturbations proviennent notamment du fait que le dispositif d'embrayage comporte un accouplement élastique. Les perturbations proviennent aussi du fait de la phase dite de glissement (c'est-à-dire que les disques du dispositif d'embrayage sont en contact et frottent l'un sur l'autre, mais qu'ils ne sont pas solidarisés). Pour assurer une détection robuste, un critère supplémentaire dit de stabilité du signal V/N par rapport à sa valeur précédente dans des fenêtres particulières est ajouté. L'étape de caractérisation du signal SEMB comporte une étape de caractérisation de la stabilité du signal V/N. Dans cette étape, le signal V/N filtré est utilisé simultanément dans deux calculs: le premier calcul consiste à détecter la présence du signal V/N dans des fenêtres de rapports de boite, comme ce qui a été décrit précédemment, en utilisant le seuil de stabilité SSTA. le deuxième calcul, qui est réalisé en même temps que le premier, consiste à comparer (comparaison 10) le signal V/N filtré à sa valeur au pas de calcul précédent, puis à mettre le résultat en valeur absolue 11. Les résultats de ces deux calculs sont ensuite comparés (fonction comparaison 12) pour donner un signal S"e. Ce signal permet la confirmation de l'état d'accouplement de l'ensemble moteur - boite de vitesse et de participer, en plus des critères Se et S'e, à la création d'un signal SEMB robuste vis-à-vis de l'état d'accouplement et des fluctuations possibles de V et N. - COMPARAISON DE Se, S'e et S"e Les signaux de sortie Se, S'e et S"e, obtenus respectivement après comparaison S4, fonction logique 6 et fonction logique 12, sont combinés par une fonction logique 13 de type ET, qui délivre un signal d'embrayage SEMB non perturbé. DIAGNOSTIC DU CONTACTEUR DE PEDALE D'EMBRAYAGE Le contacteur de la pédale d'embrayage du véhicule délivre le signal Sdebc qui est utilisé pour réaliser le signal SDEB dans le mode dit normal . Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, le procédé comporte une étape de diagnostic du contacteur de la pédale d'embrayage. En cas de détection d'un dysfonctionnement du contacteur, le signal SDEB est calculé de manière logicielle à partir de la vitesse V et du régime moteur N. On peut également envisager que le procédé comporte une étape (non représentée) de création d'un signal d'avertissement du dysfonctionnement du contacteur de pédale d'embrayage, ce signal pouvant être stocké par un calculateur pour alerter du dysfonctionnement lors d'une révision du véhicule par exemple. En référence aussi à la figure 2, l'étape de détection a lieu en fonction de plusieurs critères. Une porte logique ET (référence 21) combine ces critères. Une fois que tous les critères sont remplis, la porte logique ET (référence 21) délivre un signal de défaillance. Le premier critère concerne l'état embrayé ; le diagnostic doit avoir lieu quand un rapport de boite de vitesses est enclenché. Pour cela, on vient comparer le signal V/N filtré à des fenêtres de rapport de boite de vitesses, symbolisé par exemple par le seuil S4 comme celui utilisé pour la création du signal SEMB. Si le signal de V/N est compris dans un ensemble de seuils S4 fonction des rapport de la boite de vitesse, la fonction comparaison envoie un signal à la porte logique ET (référence 21) . Le deuxième critère concerne la vitesse du véhicule, car le diagnostic est effectué quand le véhicule roule. Pour cela, on vient comparer (fonction comparaison 22) la vitesse V filtrée à un seuil S5, par exemple 5 km/h. Si le signal V est supérieur au seuil S5, la fonction comparaison envoie un signal à la porte logique ET (référence 21). Le troisième critère concerne le contacteur; on réalise une temporisation 23 sur le signal Sdebc. Si le signal Sdebc existe toujours au terme de la temporisation 23, par exemple au bout de 3 secondes, la temporisation 23 envoie un signal à la porte logique ET (référence 21). Lorsque ces 3 critères sont réunis, la porte logique ET (référence 21) émet un signal de défaillance. Ce signal va enclencher le passage du procédé en mode défaillant. Un avantage de ce changement de mode de fonctionnement est que en cas de panne éventuelle du contacteur de la pédale d'embrayage, le véhicule peut continuer à rouler et n'oblige en aucune façon le conducteur à le faire réparer. Cette panne n'est pas immobilisante et la réparation pourra par exemple être réalisée dans le cadre d'une révision du véhicule. Un autre avantage est que dans le cas où le conducteur du véhicule conduit avec le pied posé sur l'embrayage, par exemple lors d'un embouteillage, le contacteur enverra le signal Sdebc en continu est sera reconnu comme étant défaillant. Donc le procédé passera en mode défaillant et calculera le signal SDEB de manière logicielle, délivrant ainsi l'information sur le véritable état débrayé. CARACTERISTIQUES DU MODE DIT DEFAILLANT Le mode défaillant représente un procédé de reconnaissance de l'état d'un dispositif d'embrayage qui calcule de manière logicielle le signal SDEB à partir de la vitesse V du véhicule et du régime N du moteur, tout comme pour le signal SEMB. Lorsque le signal (défaillance) est détecté, le signal SDEB est calculé à partir du signal Sdebl. Une porte 24 sélectionne le signal Sdebl lorsqu'elle détecte le signal (défaillance). Dans le mode normal, la porte 24 sélectionne par défaut le signal Sdebc. CREATION DU SIGNAL Sdebl Le signal Sdebl représentatif de l'état débrayé (figure 4) de l'ensemble moteur - boite de vitesses est créé à partir de deux signaux S'deb et S"deb. Le premier des deux signaux (S'debl et S"debl) qui traduit un état débrayé est pris en compte (fonction 14) pour créer le signal SDEB. - CREATION DU SIGNAL S"debl Un premier signal S"deb peut être obtenu à partir d'un front descendant du signal SEMB, qui change d'état quand le conducteur appuie sur la pédale d'embrayage (non représentée). Pour détecter le front descendant 15, on réalise une comparaison logique ET (non représentée) du signal SEMB avec sa valeur précédente, mémorisée dans une cellule mémoire (non représentée), pour repérer son changement d'état. Cette méthode bien connue de l'homme du métier pourra être 25 utilisée pour la détection de fronts montants ou de fronts descendants de tout signal. - CREATION DU SIGNAL S'debl Un deuxième signal S'deb peut être obtenu à partir de la détection d'un front montant 16 d'un signal Sd, qui change d'état en 30 fonction de plusieurs comparaisons. La première comparaison 17 envisagée concerne le cas où le véhicule ne roule pas. Si la stratégie de contrôle reconnaît l'état embrayé quand le véhicule ne roule pas, ce qui correspond à un seuil minimal S3 déterminé du signal V/N filtré, le signal Sd ne doit pas être obtenu par cette détection de décélération du régime, ceci pour éviter éventuellement des sauts de régime intempestifs au point mort et pouvoir repérer une nouvelle phase de départ du véhicule, c'est-à-dire un nouvel embrayage sachant que les actions sur la pédale d'embrayage, notamment pour débrayer, ne peuvent pas être détectées à l'arrêt, quand la vitesse du véhicule est nulle et le régime constant. A cet effet, le signal V/N est comparé au seuil S3, lors d'une étape de comparaison 17. La deuxième comparaison concerne la décélération du régime moteur N et commence par le calcul de dN/dt. Pour anticiper le débrayage et détromper le ré-embrayage, le procédé calcule la dérivée première, par rapport au temps, du régime moteur. Simultanément au calcul du signal V/N, une autre étape du procédé réalise le calcul de la dérivée première dN/dt du régime par rapport au temps. Le calcul de la dérivée première dN/dt par rapport au temps du régime moteur moyen N est réalisé par exemple par une simple fonction division 5 du régime par la période de récurrence delta t de la tâche accomplie par le calculateur lors d'une stratégie, qui est fixe, par exemple égale à 10 ms. Cette dérivée première dN/dt est filtrée ensuite par un filtrage passebas du premier ordre (non représenté) destiné à enlever une partie du bruit, mais rester suffisamment rapide, car ces signaux sont utilisés pour détecter le plus rapidement possible les changements d'état. On réalise ensuite la détection d'une décélération du régime moteur N instantané, obtenue par calibration, très caractéristique du moment où se produit le désaccouplement de l'ensemble moteur - boite de vitesses. Le signal V/N est comparé à un seuil S1 qui est fonction des rapports possibles de la boite de vitesses pour donner un signal de seuil. On compare alors la dérivée première dN/dt filtrée au signal de seuil, lors de l'étape de comparaison 18. L'étape de création du signal Sdebl peut se faire également par la prise en compte d'une information freinage. C'est-à-dire que pour créer le signal Sd, on peut tenir compte du cas où le conducteur freine: dans ce cas, le contacteur digital de la pédale de frein du véhicule (non représenté) envoie un signal (information freinage). En cas de détection du signal (information freinage), le signal de dN/dt est remplacé par un seuil SB (étape 19). Le seuil SB est calibrable, interdisant la détection d'une décélération du régime sous freinage non lié à un désaccouplement moteur - boite. Cette prise en compte l'information de freinage évite un faux basculement du signal Sd dû à la chute importante du régime sous freinage qui pourrait être reconnu alors comme un débrayage par la stratégie. Le critère SEMB, notamment S"e, et sa variation est alors privilégiée lors de la détection d'une information freinage pour gérer la détection d'accouplement ou de désaccouplement (c'est-à-dire état embrayé ou état débrayé). CREATION DU SIGNAL Sd Les résultats des deux comparaisons 17 et 18 sont ajoutés lors d'une addition logique ET 20, qui délivre le signal Sd. Une fonction logique OU 14 délivre le signal Sdebl, obtenu par combinaison de deux précédents signaux S"deb et S'deb, c'est-à-dire que le premier des deux signaux (S"deb et S'deb) qui traduit un état débrayé est pris en compte pour créer le signal Sdebl. Revendications 1) Procédé de reconnaissance de l'état d'un dispositif d'embrayage entre un moteur et une boite de vitesses d'un véhicule automobile, le procédé délivrant un signal (SEF) représentatif de l'état du dispositif d'embrayage; le signal (SEF) provenant de la prise en compte d'un signal (SEMB) représentatif de l'état embrayé, et d'un signal (SDEB) représentatif de l'état débrayé ; caractérisé en ce que le signal (SEMB) représentatif de l'état embrayé est calculé de manière logicielle à partir de la vitesse (V) et du régime moteur (N) et en ce que le signal (SDEB) représentatif de l'état débrayé est obtenu à partir d'un signal (Sdebc) d'un contacteur disposé sur la pédale d'embrayage du véhicule. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de diagnostic du contacteur. 3) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'en cas de détection d'un dysfonctionnement du contacteur de pédale d'embrayage, le signal (SDEB) est obtenu par un signal (Sdebl) qui est calculé de manière logicielle à partir de la vitesse (V) et du régime moteur (N). 4) Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de création d'un signal d'avertissement du dysfonctionnement du contacteur de pédale d'embrayage. 5) Procédé selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'étape de diagnostic du contacteur comporte une étape de comparaison du signal (VIN) par rapport à un ensemble de seuils (S4) fonction des rapport de la boite de vitesse. 6) Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'étape de diagnostic comporte une temporisation (23) du signal du contacteur. 7) Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que l'étape de diagnostic comporte une étape (22) de comparaison du signal (V) de la vitesse du véhicule par rapport à un seuil (S5). 8) Procédé de reconnaissance selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'étape de caractérisation du signal (SEMB) comporte une étape de caractérisation de la stabilité du signal (VIN). 9) Procédé de reconnaissance selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'étape de caractérisation de la stabilité du signal (V/N) consiste en la comparaison (10) du signal (VIN) par rapport à sa valeur au pas de calcul précédent, mise en valeur absolue (Il) et comparée (12) à un ensemble de seuils (SSTA) fonction du signal (VIN). 10)Procédé de reconnaissance de l'embrayage selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que l'étape de création du signal (Sdebl) se fait également par la prise en compte d'un signal (information freinage). 1 1)Procédé de reconnaissance selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'en cas de détection du signal (information freinage), le signal de (dN/dt) est remplacé (19) par un seuil (SB), calibrable, interdisant la détection d'une décélération du régime sous freinage non lié à un désaccouplement moteur-boite.