Brevet FR2878303A1 — publié le 20060526

L'invention concerne un procédé et un système de commande d'un véhicule automobile à embrayage piloté équipé d'un dispositif d'arrêt et de redémarrage automatiques du moteur. Ce dispositif d'arrêt et de redémarrage automatiques du moteur (ou dispositif Stop and Go selon une terminologie couramment utilisée) est essentiellement destiné à réduire la consommation en carburant, notamment en ville à l'arrêt aux feux de circulation et dans les embouteillages, et à réduire par voie de conséquence la pollution de l'atmosphère par les gaz d'échappement du moteur du véhicule. Ce dispositif est avantageusement utilisé en combinaison avec une commande d'embrayage par actionneur, qui est associée à une boîte de vitesses robotisée, une boîte de vitesses automatique ou une boîte de vitesses manuelle avec une pédale de débrayage agissant par liaison électrique. La commande de l'embrayage par un actionneur nécessite une détermination du point de léchage de l'embrayage, c'est-à-dire du point sur la courbe d'embrayage le plus avancé dans la direction de l'embrayage pour lequel on ne transmet toujours pas de couple, et un suivi de l'évolution de ce point, pour éviter des chocs et des à-coups dans Na transmission du véhicule lors des actionnements commandés de l'embrayage. Différents modes de détermination de ce point ont déjà été proposés dans la technique, mais ne donnent pas toujours satisfaction et sont parfois peu faciles à mettre en oeuvre. L'invention a notamment pour but un procédé permettant de déterminer le point de léchage d'un embrayage piloté dans un véhicule équipé d'un dispositif d'arrêt et de démarrage automatiques du moteur du type précité, cette détermination étant effectuée en temps masqué et sans dégrader le comportement du véhicule et le confort de conduite. Elle propose à cet effet un procédé de commande d'un véhicule automobile comprenant un embrayage commandé par un actionneur et un dispositif d'arrêt et de redémarrage automatiques du moteur dans des conditions prédéterminées comprenant en particulier une position neutre de la boîte de vitesses, qui consiste à déterminer le point de léchage de l'embrayage durant l'intervalle de temps qui précède l'arrêt du moteur du véhicule quand cet arrêt est commandé par le dispositif précité. Le procédé selon l'invention met donc à profit, pour déterminer le point de léchage de l'embrayage, l'intervalle de temps qui sépare l'arrêt effectif du moteur de l'ordre d'arrêt donné par le dispositif précité quand les conditions voulues sont réunies. Cet intervalle de temps est court, typiquement d'une seconde environ, mais suffisant pour procéder à cette détermination qui, lorsqu'elle est réalisée dans ces conditions, a lieu quand le véhicule est arrêté et ne nuit pas au comportement du véhicule et au confort de conduite. Selon une autre caractéristique de l'invention, ce procédé consiste également à déterminer le point de léchage de l'embrayage à chaque arrêt du moteur commandé par le dispositif précité. Cela permet de suivre avec précision l'évolution du point de léchage en fonction des conditions environnementales et de fonctionnement du moteur et du véhicule, et donc de pouvoir commander avec précision l'actionnement de l'embrayage piloté pour ne pas nuire au comportement du véhicule et au confort de conduite. L'invention prévoit également d'inhiber ou d'arrêter la détermination du point de léchage si l'intervalle de temps précité est trop court pour cette 25 détermination. On évite ainsi de retarder l'arrêt du moteur du véhicule, quand cet arrêt a été commandé par le dispositif d'arrêt et de redémarrage automatiques précité et on effectue la détermination du point de léchage à l'arrêt suivant. De façon préférée selon l'invention, ce procédé consiste également à détecter la position du point de léchage de l'embrayage par détection de la rotation d'un arbre primaire de la boîte de vitesses du véhicule. De façon pratique, le procédé selon l'invention consiste à détecter le point de léchage de l'embrayage par fermeture progressive de l'embrayage depuis sa position ouverte, la vitesse de rotation du moteur étant supérieure ou égale à une valeur minimale prédéterrninée, et par réouverture de l'embrayage. Cette détermination du point de léchage est totalement transparente pour le conducteur ou les passagers du véhicule: il suffit en effet, l'embrayage étant ouvert, la boîte de vitesses étant en position neutre ou point mort et l'arbre primaire de la boîte de vitesses étant à l'arrêt (le véhicule étant en principe arrêté), de fermer partiellement l'embrayage jusqu'à détection de la mise en rotation de l'arbre primaire de la boîte de vitesses du véhicule après quoi on ouvre à nouveau l'embrayage pour revenir à la condition initiale. Comme l'embrayage est piloté par un actionneur comportant un élément mobile dont le déplacement correspond à l'ouverture et à la fermeture de l'embrayage, le procédé selon l'invention consiste à détecter et à enregistrer la position de cet élément mobile de l'actionneur lorsqu'elle correspond au point de léchage de l'embrayage. L'intervalle de temps qui sépare l'ordre d'arrêt donné par le dispositif précité et l'arrêt effectif du moteur est aussi utilisé pour rechercher la valeur précédemment enregistrée du point de léchage de l'embrayage, ou de la positon correspondante de l'élément mobile de l'actionneur de l'embrayage, avant de procéder à une nouvelle détermination du point de léchage. Cela permet de constater directement l'évolution du point de léchage. L'invention propose également un système de commande de véhicule automobile, destiné à l'exécution du procédé décrit ci-dessus, ce système étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de détection et d'enregistrement de la position d'un élément mobile de l'actionneur agissant sur l'embrayage du véhicule, des moyens de détection de la rotation ou de la vitesse de rotation d'un arbre primaire de la boîte de vitesses du véhicule et des moyens de traitement de l'information reliés aux moyens précités de détection et au dispositif précité d'arrêt et de redémarrage automatiques du moteur et programmés pour commander l'actionneur dans le sens de la fermeture de l'embrayage et pour enregistrer la position de l'élément mobile de l'actionneur correspondant à une mise en rotation de l'arbre primaire de la boîte de vitesses à partir d'une rotation nulle, pendant l'intervalle de temps qui précède l'arrêt du moteur commandé par le dispositif précité. De façon avantageuse, d'autres moyens peuvent être prévus dans le 10 système selon l'invention pour améliorer ses performances ainsi que l'agrément de l'utilisation du véhicule et le confort de conduite. Par exemple, on peut prévoir d'associer à l'embrayage piloté et au dispositif d'arrêt et de redémarrage automatiques du moteur, des moyens de creeping (déplacement du véhicule à vitesse très lente) au lâcher de la pédale de frein par le conducteur, ce qui oblige le conducteur à appuyer sur cette pédale pour empêcher le véhicule de se déplacer et permet donc l'arrêt du moteur, si les conditions prévues sont réunies, par le dispositif précité d'arrêt et de redémarrage automatiques. On peut également prévoir, quand le véhicule est équipé d'un dispositif de climatisation, des moyens annexes de la régulation de la température de l'habitacle du véhicule quand le moteur est arrêté par le dispositif précité d'arrêt et de redémarrage automatiques. On peut par exemple, avec ces moyens annexes, constituer une réserve de froid (ou de chaud) quand le moteur tourne et se servir de cette 25 réserve quand le moteur est arrêté par le dispositif précité d'arrêt et de redémarrage automatique. On peut aussi prévoir des moyens de détection de la position du véhicule sur un terrain en côte, ces moyens comprenant par exemple un inclinomètre, pour empêcher le dispositif précité d'arrêter le moteur si les conditions prévues sont réunies. On évite ainsi le recul du véhicule au redémarrage du moteur, qui se traduirait le plus souvent par un choc ou un à-coup dans la transmission. On peut également prévoir d'associer des moyens de blocage de frein aux moyens précités pour relâcher les freins seulement après détection du passage d'un couple dans l'embrayage piloté, ce qui évite le recul du véhicule en côte au redémarrage du moteur. Dans certains cas, il est également envisageable de détecter la position du point de léchage de l'embrayage piloté, non pas à l'arrêt du véhicule dans l'intervalle de temps qui précède immédiatement l'arrêt du moteur commandé par le dispositif précité d'arrêt et de redémarrage automatiques, mais pendant le déplacement du véhicule au passage d'une vitesse inférieure, le point de léchage étant déterminé lors de la fermeture de l'embrayage par détection du point d'inflexion de la vitesse de rotation de l'arbre de sortie du moteur. L'embrayage précité peut, ou non, comprendre des moyens automatiques de rattrapage d'usure. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celles-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 représente schématiquement un système de commande selon l'invention; - la figure 2 est un organigramme général des différentes opérations du procédé de commande selon l'invention. Le système de commande selon l'invention est destiné à équiper un véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne 10 d'un type classique, dont l'arbre de sortie 12 est relié par un embrayage E à un arbre d'entrée ou arbre primaire 14 d'une boîte de vitesses 16, telle par exemple qu'une boîte mécanique robotisée, dont l'arbre de sortie 18 entraîne des roues motrices 20 du véhicule par l'intermédiaire d'un différentiel 22. L'embrayage E est piloté par un actionneur 24, par exemple du type électrique ou fluidique, comprenant un élément mobile d'actionnement de l'embrayage. Le véhicule est également équipé d'un dispositif 26 d'arrêt et de redémarrage automatiques du moteur ou dispositif Stop and Go , comprenant essentiellement un alternateur-démarreur réversible commandé par un calculateur 28 comprenant de façon classique un ou des microprocesseurs, des mémoires, et des interfaces d'entrée-sortie, ce calculateur pouvant commander également, entre autres, l'actionneur 24 de l'embrayage E et la boîte de vitesses 16. Le dispositif d'arrêt et de redémarrage automatiques 26 est destiné à commander l'arrêt du moteur 10 du véhicule pour réduire la consommation de carburant quand certaines conditions sont réunies, notamment: - la boîte de vitesses 16 est en position neutre (ou au point mort) ; - l'embrayage E est ouvert, - l'arbre d'entrée 14 de la boîte de vitesses ne tourne pas; la vitesse de rotation de l'arbre 12 de sortie du moteur 10 est supérieure ou égale à une valeur minimale prédéterminée correspondant par exemple approximativement au régime de ralenti; - le véhicule est à l'arrêt (sa vitesse de déplacement est nulle) ou sa vitesse est très faible, par exemple inférieure à 2km/h. Ces conditions peuvent également comprendre un appui du conducteur sur la pédale de frein. Lorsque ces conditions sont réunies, un ordre d'arrêt du moteur 10 est donné par le calculateur 28 et provoque l'arrêt effectif du moteur 10 avec un temps de réponse qui est typiquement inférieur à une seconde. Cet intervalle de temps est suffisant pour la recherche du point de léchage précédemment déterminé et pour une nouvelle détermination du point de léchage, celle-ci consistant essentiellement: - à commander une fermeture progressive de l'embrayage E, - à détecter le début de la rotation de l'arbre primaire 14 de la boîte 30 de vitesses, - à enregistrer la position correspondante de l'élément mobile de l'actionneur 24, - et à rouvrir l'embrayage. II suffit pour cela d'équiper l'élément mobile de l'actionneur 24 d'un capteur de position 30, et l'arbre primaire 14 de la boîte de vitesses d'un capteur 32 de position angulaire ou de vitesse de rotation. La détection du point de léchage de l'embrayage E se fait sans modifier les conditions d'arrêt du moteur 10 par le dispositif d'arrêt et de redémarrage automatiques du moteur. Si l'intervalle de temps entre l'ordre d'arrêt et l'arrêt effectif du moteur est trop court pour permettre une détermination du point de léchage de l'embrayage de la façon indiquée, et si la détermination est commencée, on interrompt cette détermination et on remet l'actionneur en position initiale, l'arrêt étant prioritaire sur la détermination en cours. En variante, on peut dans certains cas provoquer une temporisation de l'arrêt du moteur, par exemple d'environ une seconde, pour permettre l'achèvement de la détermination du point de léchage. Si, dans l'intervalle de temps entre l'ordre d'arrêt et l'arrêt du moteur, la vitesse de rotation de l'arbre primaire 14 de la boîte de vitesse ne revient pas assez vite à une valeur nulle, on peut par fermeture partielle de l'embrayage E, freiner l'arbre primaire 14 de la boîte de vitesse, puis faire la détection du point de léchage de l'embrayage E quand cette vitesse a suffisamment baissé. Les principales opérations du procédé de commande selon l'invention ont été représentées schématiquement en figure 2. Lorsque un ordre d'arrêt du moteur 10 est donné par le dispositif d'arrêt et de redémarrage automatiques précité comme indiqué en 34, on vérifie si un certain nombre de conditions sont réunies, comprenant notamment: - la vérification 36 de l'état de la boîte de vitesses 16 en position neutre et de l'ouverture de l'embrayage E, - la vérification 38 de la rotation nulle ou sensiblement nulle de l'arbre primaire 14 de la boîte de vitesses, - la vérification 40 d'une vitesse nulle ou très faible du véhicule (éventuellement de l'appui sur la pédale de frein), -la vérification 42 de la rotation de l'arbre de sortie 12 du moteur à une vitesse supérieure ou égale à une valeur minimale, - la recherche 44 du point de léchage précédemment déterminé. Ces conditions étant réunies, la détermination 46 du point de léchage de l'embrayage E comprend la commande de l'actionneur 24, la détection de la rotation de l'arbre prirnairel4 de la boîte de vitesses et l'enregistrement de la position de l'élément mobile de l'actionneur 24, puis la ré-ouverture de l'embrayage. L'opération suivante 48 est l'arrêt effectif du moteur 10 du véhicule, qui est suivie par le redémarrage 50 du moteur par le dispositif 26, quand le conducteur manifeste son intention de redémarrer le véhicule. On peut aussi déterminer le point de léchage dans d'autres conditions, par exemple au démarrage à froid du moteur, à l'arrêt du moteur par le conducteur, lors de tous les arrêts, ou de certains d'entre eux, par le dispositif Stop and Go . Les arrêts où l'on fait cette détermination sont déterminés en fonction de certains paramètres, tels que le temps écoulé ou la distance parcourue depuis une détermination précédente, le nombre d'actionnements de l'embrayage, la température du moteur (une montée en température entraînant une variation du point de léchage en raison des dilatations thermiques). L'invention est applicable à un embrayage comportant ou non un système interne de rattrapage d'usure de la friction, l'invention permettant dans le premier cas de surveiller le bon fonctionnement du système de rattrapage d'usure, en donnant par exemple des informations par un système de diagnostic accessible à un réparateur. REVENDICATIONS 1. Procédé de commande d'un véhicule automobile comprenant un embrayage (E) commandé par un actionneur (24) et un dispositif (26) S d'arrêt et de redémarrage automatiques du moteur dans des conditions prédéterminées comprenant en particulier une position neutre de la boîte de vitesses, caractérisé en ce qu'il consiste à déterminer le point de léchage de l'embrayage (E) durant l'intervalle de temps qui précède l'arrêt du moteur (10) du véhicule quand cet arrêt est commandé par le dispositif (26) précité. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à déterminer le point de léchage de l'embrayage (E) à chaque arrêt du moteur (10) commandé par le dispositif (26) précité. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à déterminer le point de léchage pour certains des arrêts précités seulement, en fonction de l'évolution de paramètres tels que la distance parcourue ou le temps écoulé depuis une détermination précédente, le nombre d'actionnements de l'embrayage ou la température du moteur. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à détecter la position du point de léchage de l'embrayage (E) par détection de la rotation d'un arbre primaire (14) de la boîte de vitesses du véhicule. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à détecter et enregistrer la position d'un élément mobile de l'actionneur (24) de l'embrayage (E), lorsque cette position correspond au point de léchage de l'embrayage. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à détecter le point de léchage de l'embrayage (E) par fermeture progressive de cet embrayage depuis sa position ouverte, la vitesse de rotation du moteur (10) étant supérieure ou égale à une valeur minimale prédéterminée. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il consiste à ralentir la rotation de l'arbre primaire (14) de la boîte de vitesses par fermeture partielle de l'embrayage (E), à l'ouvrir ensuite et à détecter le point de léchage de l'embrayage par fermeture progressive de cet embrayage. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste également à rechercher la valeur précédemment enregistrée du point de léchage avant de procéder à une nouvelle détermination de ce point, dans l'intervalle de temps précité. 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste, après détermination du point de léchage, à rouvrir l'embrayage (E) durant l'intervalle de temps précité précédant l'arrêt du moteur. 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à inhiber la détermination du point de léchage de l'embrayage si l'intervalle de temps précité est trop court pour cette détermination ou à interrompre cette détermination si l'arrêt intervient avant la fin de cette détermination. 11. Système de commande d'un véhicule automobile pour l'exécution du procédé décrit dans l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (30, 28) de détection et d'enregistrement de la position d'un élément mobile d'un actionneur (24) agissant sur l'embrayage (E) du véhicule, des moyens (32) de détection de la rotation ou de la vitesse de rotation d'un arbre primaire (14) de la boîte de vitesses du véhicule, et des moyens (28) de traitement de l'information reliés aux moyens précités de détection et au dispositif précité (26) d'arrêt et de démarrage automatiques du moteur et programmé pour commander l'actionneur (24) dans le sens de la fermeture de l'embrayage et pour enregistrer la position de l'élément mobile de l'actionneur correspondant à une mise en rotation de l'arbre primaire (14) de la boîte de vitesses à partir d'une rotation sensiblement nulle de cet arbre, pendant l'intervalle de temps qui précède l'arrêt du moteur (10) commandé par le dispositif (26) précité. 12. Système selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'embrayage (E) comprend des moyens de rattrapage d'usure.