Brevet FR2881491A1 — publié le 20060804

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. L'invention concerne plus particulièrement un procédé de reconnaissance de l'état d'un dispositif d'embrayage n'utilisant pas d'information provenant d'un contacteur physique monté sur la pédale d'embrayage. 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). Pour une stratégie de contrôle des à-coups de couple, il est intéressant de repérer ces instant de passage d'un état à l'autre, d'une part pour filtrer les variations de régime dans l'état embrayé, ce qui permet d'éviter les à-coups de couple, et d'autre part pour ne pas filtrer ces variations de régime dans l'état débrayé, par exemple pour obtenir une chute de régime suffisamment rapide lors des changements de vitesse. 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 brevet a 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 à partir d'un signal représentant le rapport de la vitesse du véhicule sur le régime du moteur, et d'un signal représentant la dérivée première du régime moteur par rapport au temps. Dans ce procédé, on détecte la présence du signal représentant le rapport de la vitesse du véhicule sur le régime du moteur 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. Cette détection s'avère nécessaire, mais elle est insuffisante. 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). Un des objectifs de l'invention est de pallier à ces inconvénients. Elle fournit dans ce but un procédé de reconnaissance de l'état d'un dispositif d'embrayage, dans lequel l'étape de caractérisation du signal représentatif de l'état embrayé comporte une étape de caractérisation de la stabilité du signal représentant le rapport de la vitesse du véhicule sur le régime du moteur et de confirmation de l'état embrayé du dispositif d'embrayage. Selon une autre caractéristique additionnelle du procédé de reconnaissance de l'embrayage selon l'invention, l'étape de caractérisation du signal représentatif de l'état débrayé peut se faire également par la prise en compte d'un signal (information freinage). En cas de détection du signal (information freinage), le signal de représentant la dérivée première du régime moteur par rapport au temps est remplacé par un seuil. Ce signal (information freinage) peut provenir d'un contacteur digital situé sur la pédale de frein. 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 en détail l'étape de caractérisation de la stabilité du signal VIN; - la figure 3 représente le schéma détaillé du procédé. 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 représentatif de l'état du dispositif d'embrayage. Pour y parvenir, on utilise plusieurs signaux, notamment le signal V/N représentant le rapport de la vitesse V du véhicule sur le régime N du moteur, et à repérer en temps réel l'entrée de ce 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 monte 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. De plus, pour anticiper le débrayage et détromper le ré-embrayage, le procédé calcule la dérivée première, par rapport au temps, du régime moteur. Selon l'invention, 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. CALCUL DE V/N et dN /dT Comme le montre le schéma de principe de la figure 1, 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. Simultanément, une autre étape du procédé réalise le calcul de la dérivée première (dN/dt) du régime par rapport au temps. - CALCUL DE V/N En référence aussi à la figure 3, la vitesse véhicule brute V, doit être filtrée tout d'abord pour éliminer le bruit, par un filtrage passe-bas 1 du premier ordre, 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 2) par le régime moteur moyen N, dont le résultat est ensuite filtré à son tour lors d'un filtrage passe-bas 3, suffisamment fort pour réduire le bruit du signal, mais sans créer un retard trop grand. - CALCUL DE dN/dt 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 4 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, référencé 5, 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. CREATION DU SIGNAL SEMB Une étape suivante du procédé de reconnaissance, apparaissant également sur la figure 3, consiste à détecter la présence du signal (VIN) 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. - CREATION DU SIGNAL Se 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 Selon l'invention, l'étape de caractérisation du signal SEMB comporte une étape 9 de caractérisation de la stabilité du signal (VIN). Dans cette étape représentée en détail à la figure 2, 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. CREATION DU SIGNAL SDEB Le procédé consiste également à créer un signal représentatif de l'état débrayé SDEB (figure 2) de l'ensemble moteur - boite de vitesses à partir de deux signaux Sdeb et S'deb. Le premier des deux signaux (Sdeb et S'deb) qui traduit un état débrayé est pris en compte (fonction 14) pour créer le signal SDEB. - CREATION DU SIGNAL Sdeb Un premier signal Sdeb 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 utilisée pour la détection de fronts montants ou de fronts descendants de tout signal. - CREATION DU SIGNAL S'deb 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 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. On réalise 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. Selon une caractéristique additionnelle du procédé de reconnaissance selon l'invention, l'étape de création du signal SDEB 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) envoi 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, inhibant 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 privilégié 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 SDEB, obtenu par combinaison de deux précédents signaux Sdeb et S'deb, c'est-à-dire que le premier des deux signaux (Sdeb et S'deb) qui traduit un état débrayé est pris en compte pour créer le signal SDEB. CREATION DU SIGNAL SEF Les deux signaux SEMB et SDEB vont être utilisés pour créer le signal exploitable par les calculateurs électroniques de contrôle moteur, dans le véhicule, et délivrant l'information sur l'état du dispositif d'embrayage de l'ensemble moteur - boite de vitesse. Pour cela, les signaux SEMB et SDEB entrent dans une bascule logique RS (référence 21), 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 22 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 23 observé sur le signal SDEB. 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 ; les signaux (SEMB) et (SDEB) étant calculés à partir d'un signal (V/N) représentant le rapport de la vitesse (V) du véhicule sur le régime (N) du moteur, et d'un signal (dN/dt) représentant la dérivée première du régime moteur par rapport au temps, caractérisé en ce que l'étape de caractérisation du signal (SEMB) comporte une étape de caractérisation de la stabilité du signal (V/N). 2) Procédé de reconnaissance selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de caractérisation de la stabilité du signal (V/N) consiste en la comparaison du signal (V/N) par rapport à sa valeur au pas de calcul précédent, mise en valeur absolue et comparée à un ensemble de seuils (SSTA) fonction du signal (VIN). 3) Procédé de reconnaissance de l'embrayage selon la revendication 1, caractérisée en ce que, pour éviter des basculements intempestifs du signal (SEMB) en phase de ralenti du moteur, une fonction logique (ET) barre inversée combine la valeur du régime moteur (N), quand elle est inférieure à un seuil maximal déterminé (SN) avec la valeur du signal (V) quand elle est supérieure à un seuil (SV) déterminé correspondant au débrayage de l'ensemble moteur - boite de vitesses en phase de roulage du véhicule, et délivre un signal (S'e) qui est ensuite combiné, par une fonction logique (ET) : - avec un signal (Se), obtenu par comparaison du signal (V/N) avec un ensemble de seuils correspondant aux rapports de la boite de vitesses, 2881491 10 - avec un signal (S"e) provenant de l'étape de caractérisation de la stabilité du signal (VIN), pour délivrer un signal (SEMB) non perturbé. 4) Procédé de reconnaissance de l'embrayage selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'étape de création du signal (SDEB) se fait également par la prise en compte d'un signal (information freinage). 5) Procédé de reconnaissance selon la revendication 4, caractérisé en ce que le signal (information freinage) provient d'un 10 contacteur digital situé sur la pédale de frein. 6) Procédé de reconnaissance selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'en cas de détection du signal (information freinage), le signal de (dN/dt) est remplacé par un seuil (SB), calibrable, inhibant la détection d'une décélération du régime sous freinage non lié à un désaccouplement moteur-boite. 7) Procédé de reconnaissance de l'embrayage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la détection d'une décélération du régime moteur (N) est obtenue par comparaison de la dérivée première (dN/dt) du régime moteur (N) par rapport au temps avec des seuils (Si) fonction du signal (VIN), déterminés par calibration. 8) Procédé de reconnaissance de l'embrayage selon la revendication 7, caractérisé en ce que, dans le cas d'une stratégie de contrôle moteur reconnaissant l'état embrayé de l'ensemble moteur - boite de vitesses à l'arrêt du véhicule, il comporte une étape d'inhibition de la détection d'une décélération du régime moteur pour créer un signal d'embrayage, par comparaison du signal (VIN) avec un seuil (S3) minimal correspondant à l'arrêt du véhicule, suivie d'une addition logique (ET) des résultats des deux précédentes comparaisons avec les seuils (Si et S3) qui délivre un signal (Sd) qui est ensuite comparé à sa valeur précédente mémorisée, pour délivrer un signal (S'deb). 9) Procédé de reconnaissance selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la détection d'un changement d'état du signal d'embrayage (SEMB), quand la pédale d'embrayage est enfoncée, est réalisée par une comparaison logique (ET) dudit signal d'embrayage (SEMB) avec sa valeur précédente mémorisée, qui délivre un signal de débrayage (Sdeb). 10)Procédé de reconnaissance selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que les deux signaux (Sdeb) issu de la détection d'un changement d'état du signal (SEMB) d'une part, et (S'deb) d'autre part sont combinés dans une fonction logique (OU) qui délivre un signal (SDEB).