Brevet FR2984636A1 — publié le 20130621

PROCEDE DE DETECTION DE LA DISPERSION DU TEMPS DE REACTION DU SOLENOÏDE D'UN DEMARREUR A PRE-POST ENGAGEMENT [0001] La présente invention concerne un procédé de détermination du temps de réaction du solénoïde d'un démarreur à pré-post engagement. L'invention concerne également un procédé de détection de la dispersion dudit temps de réaction, ainsi qu'un procédé de synchronisation du démarreur d'un moteur thermique et un procédé de détection d'un défaut de fonctionnement d'un démarreur à pré-post engagement. [0002] Afin de diminuer la consommation de carburant, les véhicules à moteur thermique sont de plus en plus souvent équipés d'un système d'arrêt et de redémarrage automatique du moteur (système parfois désignés par "Stop & Start"). Lorsque le moteur est arrêté, à un feu rouge par exemple, il est nécessaire de pouvoir le remettre en marche rapidement lorsque le feu passe au vert. Le démarreur est alors sollicité. [0003] Un démarreur classique ne sait entrainer le moteur que lorsque celui-ci est à l'arrêt, car l'engagement du pignon du démarreur avec la couronne du volant moteur ne peut se faire que lorsque les vitesses linéaires de rotation du pignon et du volant sont identiques (en tenant compte de la démultiplication, bien entendu). Cet impératif augmente considérablement les temps de redémarrage du moteur. [0004] Un nouveau type de démarreurs est alors apparu sur le marché, démarreurs appelés à pré-post engagement. Ils permettent de dissocier la phase de démarrage en deux temps: d'une part, la mise en rotation du pignon du démarreur et, d'autre part, lorsque cette vitesse est égale à la vitesse de rotation du volant moteur, l'engagement du pignon avec le volant moteur. Le moteur peut ainsi être redémarré même s'il n'est pas à l'arrêt, les régimes moteur et démarreur n'étant pas nuls. Cette méthode permet donc d'entrainer le moteur sans attendre l'arrêt complet du moteur, et donc de diminuer le temps de redémarrage. Un exemple de démarreur à pré-post engagement est par exemple décrit dans la demande de brevet FR 2 892 157. [0005] La commande de la mise en rotation du pignon du démarreur est effectuée en actionnant un solénoïde, lequel commande un contacteur qui, en position fermée, permet l'alimentation du moteur électrique du démarreur. Le temps de réaction du solénoïde, c'est-à-dire le temps mis pour la fermeture du contact électrique du solénoïde, peut être plus ou moins long selon l'état du solénoïde, notamment de son usure et de son encrassement. A titre d'exemple, pour un solénoïde à l'état neuf (en parfait état et donc dont le temps de réaction ne présente pas de dispersion), le temps de réaction est typiquement de l'ordre de 30 ms. mais ce temps peut être plus long, par exemple double, si le solénoïde est usé et/ou défectueux. Ce temps de réaction a un effet direct sur les régimes minimums atteignables par le démarreur en phase de synchronisation: plus le temps de réaction du solénoïde est élevé, plus le régime moteur minimum atteignable par le démarreur en phase de synchronisation est élevé. En d'autres termes, la synchronisation à bas régimes moteur n'est plus possible. [0006] Une tentative de synchronisation à bas régime moteur présente alors des risques importants, tels que la casse du démarreur qui peut entrainer un court-circuit dans le circuit électrique du véhicule et l'incendie du véhicule. Il est donc impératif de diagnostiquer la défaillance du démarreur et notamment une éventuelle dispersion du temps de réaction du solénoïde du démarreur à pré-post engagement. [0007] La présente invention propose notamment un procédé permettant de déterminer ledit temps de réaction et éventuellement d'agir afin d'éviter les conséquences éventuelles d'un temps de réaction trop long. [0008] De façon plus précise, l'invention propose un procédé de détermination du temps de réaction du solénoïde d'un démarreur du type à pré-post engagement, ledit solénoïde étant alimenté par un élément de stockage d'énergie électrique et commandant la mise en rotation du pignon du démarreur. Selon l'invention, on suit l'évolution de la tension d'alimentation dudit solénoïde et on détermine l'instant où ladite tension d'alimentation remonte brusquement. Ladite tension peut être la tension d'alimentation du contrôle moteur du véhicule équipé dudit démarreur. Ledit instant de remontée brutale de la tension d'alimentation peut avantageusement être déterminé en calculant la dérivée par rapport au temps de ladite tension. A noter que ce même élément de stockage d'énergie électrique, alimente (une fois commutée par le solénoïde) le moteur du démarreur. S'agissant du plus gros consommateur de courant de véhicule, sa désactivation (ouverture du contact) génère une remontée brutale de la tension du stockeur [0009] L'invention concerne également un procédé de détection de la dispersion dudit temps de réaction. Selon ce procédé, on détermine ledit temps de réaction à l'aide du procédé défini précédemment et on compare ledit temps ainsi déterminé à un temps de réaction nominal, lequel peut 20 correspondre au temps de réaction du solénoïde à l'état neuf. [00010] L'invention concerne aussi un procédé de synchronisation du démarreur du moteur thermique d'un véhicule avec le régime dudit moteur. Selon ce procédé, on détecte la dispersion du temps de réaction du solénoïde du démarreur et on interdit, ou on autorise, ladite synchronisation 25 en fonction de la dispersion du temps de réaction. De façon avantageuse, on interdit la synchronisation pour des régimes moteur inférieurs à 200 tours/minute ou lorsqu'elle est supérieure à 40 ms ou à deux fois ledit temps de réaction nominal. [00011] L'invention s'applique tout particulièrement à la détection d'un défaut de fonctionnement d'un démarreur du type à pré-post engagement. [00012] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés et sur lesquels la figure unique illustre différentes étapes de l'invention. [00013] Un démarreur à pré-post engagement comporte deux solénoïdes commandant chacun un contacteur ou interrupteur, l'un pour commander la mise en rotation du pignon du démarreur (le pignon étant solidaire du rotor du démarreur) et l'autre pour commander l'engagement du pignon avec la couronne du volant moteur fixé en bout du vilebrequin du moteur thermique. La présente invention concerne uniquement le solénoïde de commande de mise en rotation du pignon démarreur. Par la suite, le mot solénoïde désignera donc uniquement le solénoïde de commande de mise en rotation du pignon démarreur. [00014] Sur la figure unique, la courbe A représente, en fonction du temps, le régime démarreur c'est-à-dire la vitesse de rotation du pignon du 20 démarreur, lors d'une activation longue du démarreur. Une activation est dite longue si elle permet au démarreur d'atteindre un régime élevé. [00015] La courbe B représente le signal de commande appliqué au solénoïde du démarreur, par exemple lors d'une synchronisation du régime démarreur avec le régime moteur thermique. Ce signal, qui ne peut prendre 25 qu'un état actif ou un état inactif, a une forme rectangulaire dont la durée, déterminée par le constructeur du véhicule, peut être de l'ordre de 80 ms. Le temps tO est le temps d'arrêt de la commande du solénoïde. [00016] La courbe Cl représente le régime démarreur en fonction du temps, lors de l'activation du solénoïde avec le signal B et avec un temps de réaction nominal D1 du solénoïde. Ce temps nominal est obtenu avec un solénoïde en parfait état, à l'état neuf, c'est-à-dire sans dispersion du temps de réaction. Le temps nominal peut être de l'ordre par exemple de 30 ms. [00017] La courbe C2 représente le régime démarreur en fonction du temps, lors de l'activation du solénoïde avec le signal B et avec un temps de réaction D2 du solénoïde anormalement long. Un temps anormalement long peut être par exemple le double du temps nominal D1, et donc de l'ordre par exemple de 60 ms. Sur la figure, on remarque qu'un temps d'activation plus long entraine une augmentation du régime du pignon au bout du temps de réaction D2. L'écart de régimes obtenus avec le temps d'activation nominal D1 et avec le temps de réaction D2 plus long est indiqué par E sur la figure. S'il est nécessaire de synchroniser le pignon démarreur avec le volant moteur pour des faibles régimes moteur, cette synchronisation sera difficile, voir même impossible, car elle demanderait trop de temps pour être réalisée. Selon une caractéristique de l'invention, on interdira donc les synchronisations lorsque le temps de réaction du solénoïde devient trop long, par exemple 40 ms., ou lorsque ce temps devient le double du temps de réaction nominal. On pourra également interdire la synchronisation pour des régimes moteur trop faibles, par exemple inférieurs à 200 tours/minute. [00018] Afin de déterminer le temps de réaction du solénoïde, selon la présente invention on suit l'évolution de la tension d'alimentation du solénoïde. Cette tension est habituellement la tension délivrée par l'élément de stockage d'énergie électrique du véhicule, tel qu'une batterie ou des capacités électriques. La tension d'alimentation du solénoïde est généralement la tension d'alimentation du contrôle moteur qui pilote diverses fonctions du véhicule telles que l'injection de carburant et l'allumage. [00019] Sur la figure, la courbe F1 (en traits plein) représente l'évolution de la tension d'alimentation du solénoïde (et donc généralement de la source de stockage d'énergie électrique du véhicule), en fonction du temps, lors de 30 l'activation du solénoïde par le signal de commande B et avec le temps de réaction nominal D1. La courbe F2 (en petits traits) représente l'évolution de la tension d'alimentation du solénoïde en fonction du temps, avec le signal de commande B, mais avec le temps de réaction anormalement long D2. [00020] Selon l'invention, le temps de réaction du solénoïde est déterminé en suivant l'évolution de la tension d'alimentation (F1 ou F2) et en repérant l'instant, t1 pour la tension F1 ou t2 pour la tension F2, où la tension remonte brusquement. Les instants t1 et t2 sont avantageusement repérés en prenant la dérivée par rapport au temps de la tension F1 et F2. Sur la figure, on remarque que l'instant t2 se produit bien après l'instant t1. On peut ainsi déterminer de façon simple le temps de réaction du solénoïde, en comparant l'évolution de la tension de la batterie à son évolution lorsque le solénoïde était à l'état neuf. [00021] Selon l'un des procédés de l'invention, on détecte la dispersion des temps de réaction du solénoïde en déterminant les temps de réaction (D1, D2, etc..), déterminés comme indiqué précédemment, et en comparant ces temps à un temps de réaction nominal. Ce dernier correspond au temps de réaction du solénoïde lorsqu'il était à l'état neuf et donc non usé ou encrassé. Le temps de réaction est une caractéristique d'un démarreur déterminé, il fait partie de ses spécifications. Alternativement, on peut repérer les instants t2 et les comparer à l'instant t1 qui caractérise le temps de réaction nominal du solénoïde. Le suivi de l'évolution du temps t2 donne une image de la dispersion du temps de réaction. [00022] Selon une mise en oeuvre de l'invention, appliquée à la synchronisation du démarreur avec le régime moteur, on détecte la dispersion des temps de réaction du solénoïde et on interdit, ou on autorise, ladite synchronisation en fonction de ladite dispersion. Par exemple, si la dispersion dépasse un seuil prédéterminé, par exemple si le temps de réaction devient le double du temps de réaction nominal (par exemple, si D2 est supérieur ou égal à 2 fois D1), on interdit la synchronisation. Il en sera de même pour les faibles régimes moteur, par exemple inférieurs à 200 tours/minute: la synchronisation pourra être autorisée tant que le régime moteur sera par exemple supérieur ou égal à 200 tours/minute et sera interdite pour les régimes inférieurs. Lesdits faibles régimes ne peuvent s'accommoder qu'avec des temps de réaction du solénoïde relativement courts: on peut alors interdire la synchronisation lorsqu'elle serait supérieure à, par exemple, 40 ms. [00023] De façon à détecter la dispersion du temps de réaction du solénoïde, le temps de réaction (D1, D2, etc...) est déterminé à chaque démarrage du moteur thermique et sa valeur stockée dans la mémoire d'un calculateur. Alternativement on peut stocker en mémoire les temps d'apparition de la montée brusque de la tension (t1, t2, etc...). On peut ainsi suivre l'évolution du temps de réaction et le vieillissement du solénoïde. [00024] Lorsque le moteur thermique ne démarre plus de façon satisfaisante, la tendance actuelle est d'incriminer le démarreur et de le 15 changer. Grace à la présente invention, le défaut du solénoïde peut être détecté et réparé, au lieu de changer le démarreur complètement. On diminue ainsi le coût et le temps de réparation. REVENDICATIONS1. Procédé de détermination du temps de réaction (D1, D2) du solénoïde d'un démarreur du type à pré-post engagement, ledit solénoïde étant alimenté par un élément de stockage d'énergie électrique et commandant la mise en rotation du pignon du démarreur, caractérisé en ce que l'on suit l'évolution (F1, F2) de la tension d'alimentation dudit solénoïde et en ce que l'on détermine l'instant (t1, t2) où ladite tension d'alimentation remonte brusquement. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite tension est la tension d'alimentation du contrôle moteur du véhicule équipé dudit démarreur. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que ledit instant (t1, t2) de remontée brutale de ladite tension d'alimentation est repéré en déterminant la dérivée par rapport au temps de ladite tension. 4. Procédé de détection de la dispersion dudit temps de réaction (D1, D2) caractérisé en ce qu'on détermine ledit temps de réaction à l'aide du procédé selon l'une des revendications précédentes et en ce qu'on compare ledit temps ainsi déterminé à un temps de réaction nominal (D1). 5. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que ledit temps de réaction nominal (D1) correspond au temps de réaction d'un solénoïde à l'état neuf. 6. Procédé de synchronisation du démarreur du moteur thermique d'un véhicule avec le régime dudit moteur caractérisé en ce qu'on détecte la dispersion du temps de réaction (D1, D2) du solénoïde dudit démarreur selon l'une des revendications 4 et 5 et en ce qu'on interdit ou autoriseladite synchronisation en fonction de ladite dispersion du temps de réaction. 7. Procédé selon la revendication 6 caractérisé en ce qu'on interdit ladite synchronisation lorsque la dispersion du temps de réaction est supérieure à 40 ms. 8. Procédé selon la revendication 6 ou 7 caractérisé en ce qu'on interdit ladite synchronisation lorsque la dispersion du temps de réaction est supérieure à deux fois ledit temps de réaction nominal (D1). 9. Procédé selon l'une des revendications 6 à 8 caractérisé en ce qu'on interdit ladite synchronisation pour des régimes moteur inférieurs à 200 tours/minute. 10. Application du procédé selon l'une des revendications 1 à 5 à la détection d'un défaut de fonctionnement d'un démarreur du type à pré-post engagement.15