Brevet FR3047046A1 — publié le 20170728

DISPOSITIF DE DIAGNOSTIC DE FONCTIONNEMENT D'UN DEMARREUR DE MOTEUR THERMIQUE La présente invention se rapporte au domaine des moteurs thermiques. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de diagnostic de fonctionnement d'un démarreur de moteur thermique. De façon à limiter la consommation de carburant et la pollution des moteurs à combustion interne, certains véhicules sont équipés d'un système d'arrêt et de redémarrage automatique, encore connus sous la désignation anglaise « Stop and Start » permettent d'arrêter le moteur thermique du véhicule quand son fonctionnement n'est pas indispensable (à un feu rouge par exemple) et à redémarrer le moteur le plus rapidement possible dès que le conducteur en manifeste le besoin. Dans ces phases de redémarrage, le démarreur peut être utilisé pour relancer le moteur thermique. Le type de démarreur utilisé pour relancer le moteur thermique est appelé usuellement démarreur à pré-engagement car il permet de séparer la phase d'engagement du pignon du démarreur avec la couronne du volant moteur de la phase de mise en rotation du pignon. Il est alors possible de réaliser une synchronisation du régime de rotation du démarreur (activation de la rotation seule) avec le régime moteur, puis d'engager le pignon démarreur avec le volant moteur. Ce type de démarreur comprend une première bobine solénoïde permettant de commander la translation du pignon et une seconde bobine solénoïde permettant de commander la fermeture du circuit électrique pour la mise en rotation du moteur électrique. Un tel démarreur est illustré par exemple par le document US21020186551. Afin de limiter encore la consommation de carburant on peut souhaiter arrêter le moteur thermique du véhicule lorsque celui-ci possède encore une vitesse non nulle. Il devient alors important de s'assurer de la capacité du démarreur à redémarrer le moteur pour les besoins de couple, de vide et de génération de l'énergie. Il existe donc un besoin pour améliorer le contrôle et le diagnostic d'un démarreur utilisé pour relancer le moteur thermique. Le document W02013191619A1 décrit un système de diagnostic de démarreur basé sur les mesures de tension d'alimentation du moteur électrique du démarreur et la vitesse de rotation du moteur thermique, seulement ces mesures ne donnent pas forcément une garantie suffisante du bon fonctionnement du démarreur. 3047046 2 Un but de la présente invention est de proposer une solution d'amélioration du diagnostic du fonctionnement d'un démarreur utilisé pour relancer le moteur thermique. 5 Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l'invention un dispositif de diagnostic de fonctionnement d'un démarreur de moteur thermique caractérisé en ce qu'il comprend : -Des moyens d'acquisition d'un bruit émis par le démarreur lors de son activation, -Des moyens de traitement et comparaison du bruit acquis avec une base de bruits préenregistrés, 10 -Des moyens de diagnostic de bon fonctionnement ou de dysfonctionnement du démarreur en fonction du résultat de la comparaison du bruit acquis avec la base de bruits préenregistrés. L'effet technique est que l'utilisation d'une base de bruits préenregistrés permet de 15 prendre en compte des situations de dysfonctionnement auxquelles les mesures de tension d'alimentation du démarreur seules ne peuvent déterminer. On améliore ainsi significativement le diagnostic du fonctionnement du démarreur. Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en 20 combinaisons : Dans une variante, la base de bruits préenregistrés comprend des bruits de fonctionnement jugés normaux et des bruits de fonctionnement jugés anormaux. 25 De préférence, la base de bruits préenregistrés comprend des bruits de fonctionnement jugés normaux et des bruits de fonctionnement jugés anormaux de choc d'un pignon d'engagement du démarreur contre une couronne du moteur dans laquelle le pignon est destiné à s'engager lors de l'activation du démarreur et /ou des bruits de fonctionnement jugés normaux et des bruits de fonctionnement jugés anormaux de claquement 30 d'activation d'une bobine d'engagement et /ou de relais du démarreur. De préférence encore, la base de bruits préenregistrés comprend des bruits de fonctionnement jugés anormaux qui comprennent des bruits jugés anormaux qui sont indicateurs d'un niveau d'usure mécanique des dents du pignon et/ou de la couronne, les 35 moyens de traitement sont aptes à déterminer un niveau d'usure du pignon et/ou de la couronne, et en ce qu'il comprend des moyens de diagnostic de l'usure du démarreur. 3047046 3 L'invention concerne également un moteur thermique comprenant un démarreur, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de fonctionnement du démarreur selon l'une quelconque des variantes précédemment décrites. 5 Dans une variante, les moyens d'acquisition comprennent un microphone intégré au démarreur. De préférence, le démarreur le comprend un carter de protection et le microphone est intégré dans ce carter. 10 De préférence encore, le carter de protection du démarreur comprend une partie faisant office de coque de protection du pignon d'engagement lorsque celui-ci est dans sa position d'engagement et le microphone est intégré dans cette coque. 15 L'invention porte aussi sur un procédé de diagnostic de fonctionnement d'un démarreur de moteur thermique de l'invention, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: -Activer le démarreur, -Acquérir un bruit émis par le démarreur lors de son activation, 20 -Traiter et comparer le bruit acquis avec une base de bruits préenregistrés, -Diagnostiquer le bon fonctionnement ou le dysfonctionnement du démarreur en fonction du résultat de la comparaison du bruit acquis avec la base de bruits préenregistrés. Dans une variante, le procédé comprend : 25 -une étape de demande d'arrêt du moteur préalable à l'étape d'acquisition du bruit du démarreur, -l'étape d'activation du démarreur consistant dans cette variante à activer seulement une bobine de commande d'un relais du démarreur, -une étape d'autorisation de l'arrêt du moteur thermique si le résultat de la comparaison 30 du bruit acquis avec la base de bruits préenregistrés conduit à un diagnostic de bon fonctionnement du démarreur. D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après 35 d'un mode particulier de réalisation, non limitatif de l'invention, faite en référence aux figures dans lesquelles : 3047046 4 - La figure 1 est une représentation schématique un premier exemple de réalisation de l'invention. - La figure 2 est une représentation schématique un second exemple de réalisation de l'invention. 5 La figure 1 présente un démarreur à engagement piloté. Sur la figure 1, le démarreur 1 comprend un pignon 2 destiné à s'engrener avec une couronne 3 solidaire en rotation du vilebrequin d'un moteur thermique pour le démarrage de celui-ci. La couronne 3 est une 10 roue dentée et pourrait être par exemple le volant moteur du moteur thermique à démarrer ou être solidaire en rotation du volant moteur. Le pignon 2 peut être déplacé à l'aide de moyens de déplacement 4. Le démarreur 1 comprend un moteur électrique 6 destiné à l'entrainement en rotation du 15 pignon 2 d'engagement du démarreur 1. Un circuit électrique 12 alimente le moteur électrique 6. Le circuit électrique 12 comprend un contacteur 13 de puissance commandé par une bobine relais 14 dont l'alimentation électrique est elle-même assurée par des moyens d'ouverture/fermeture 11 de son alimentation électrique pilotés par un calculateur électronique 15. 20 Le démarreur 1 comprend encore une bobine d'engagement 5 munie d'un axe 7 mobile longitudinalement. L'axe 7 comprend une extrémité reliée à une extrémité d'un bras 8 mobile autour d'un point fixe 9, l'autre extrémité du bras 8 est reliée au pignon 2 du démarreur. Les moyens de déplacement 4 du pignon 2 comportent l'axe 7 et le bras 8. Le circuit électrique 12 alimente également la bobine d'engagement 5. La commande de l'alimentation électrique de la bobine d'engagement 5 est assurée par des moyens d'ouverture/fermeture 10 de son alimentation électrique pilotés par le calculateur électronique 15. Les commandes de l'alimentation électrique de la bobine d'engagement 5 et de la bobine relais 14 sont indépendantes. La bobine d'engagement 5, le moteur électrique 6 et la bobine relais 14 sont reliées à une masse 16. 35 Le démarreur 1 comprend encore un carter 17 de protection qui enveloppe le moteur électrique 6. Le carter 17 peut comprendre une coque 18 pour la protection du pignon 2 d'engagement lorsque celui-ci est dans sa position engagée avec la couronne 3. 25 30 3047046 5 Lorsque l'on souhaite démarrer le moteur thermique, le calculateur 15 commande la fermeture des moyens 10, ce qui alimente en courant la bobine de commande d'engagement 5 et entraine le déplacement longitudinal de l'axe 7 (vers la droite sur la 5 figure 1) et par conséquent le déplacement du pignon 2 (vers la gauche sur la figure 1), qui va venir s'engrener avec la couronne 3. Lorsque le pignon 2 est engagé dans la couronne 3, le calculateur 15 commande la fermeture des moyens 11, ce qui alimente en courant la bobine de commande relais 14, 10 ferme le contacteur de puissance 13 et entraine en rotation le moteur électrique 6 et par conséquent le pignon 2. Conformément à l'invention il est prévu un dispositif de diagnostic de fonctionnement du démarreur 1. 15 Dans l'exemple de réalisation illustré à la figure 1, ce dispositif comprend des moyens d'acquisition d'un bruit émis par le démarreur 1 lors de son activation. Les moyens d'acquisition comprennent un microphone 19 pour la conversion du signal 20 acoustique en signal électrique. De préférence le microphone 19 est intégré dans le carter 17. Dans cet exemple où on désire percevoir plus particulièrement le bruit d'engagement du pignon 2 dans la couronne 3, on intègre de préférence le microphone 19 dans la coque 18 de protection du pignon 2. 25 Le bruit capté par le microphone 19 peut être mis en mémoire par des moyens d'enregistrement 20 pouvant être hébergés dans le calculateur 15, ce qui autorise un traitement différé du bruit capté par le microphone 19. Le dispositif de diagnostic comprend encore des moyens de traitement et de comparaison 30 21 du bruit acquis avec une base de bruits préenregistrés. Dans cet exemple où on désire percevoir plus particulièrement le bruit d'engagement du pignon 2 dans la couronne 3, cette base de bruits préenregistrés comprend des bruits de fonctionnement, c'est-à-dire ici des bruits de choc du pignon 2 contre la couronne 3 jugés normaux ainsi que des bruits de fonctionnement jugés anormaux. 35 La base de bruits préenregistrés peut être déterminée à partir d'une campagne d'essai préalable réalisée pour définir les bruits normaux de choc du pignon 2 contre la couronne 3047046 6 3 et ceux indicatifs d'une anomalie par exemple dû à un mauvais engagement ou une mauvaise synchronisation ou en encore une usure du pignon 2 et/ou de la couronne 3. Cette campagne d'essai permet ainsi de réaliser une cartographie qui servira de termes de comparaison pour l'analyse du bruit acquis. La base de bruits préenregistrés peut être 5 hébergée dans le calculateur 15. Le dispositif de diagnostic comprend encore des moyens 22 de diagnostic de bon fonctionnement ou de dysfonctionnement du démarreur 1 en fonction du résultat de la comparaison du bruit acquis avec la base de bruits préenregistrés. Les moyens de 10 diagnostics peuvent comprendre une alerte au conducteur qui alerte celui-ci lorsqu'un dysfonctionnement du démarreur est diagnostiqué. Les moyens 22 de diagnostic peuvent être hébergés dans le calculateur 15. La figure 2 présente un second exemple de réalisation. Cet exemple de réalisation diffère 15 du précédent exemple en ce que le microphone 19 est désormais placé dans le démarreur 1 à proximité des bobines de commande d'engagement 15 et de relais 14. Dans cet exemple où on désire percevoir plus particulièrement le bruit des bobines de commande d'engagement 15 et de relais 14 lors de leur activation / désactivation, la base 20 de bruits préenregistrés comprend des bruits de fonctionnement, c'est-à-dire ici des bruits de claquement à l'activation / désactivation des bobines de commande d'engagement 15 et de relais 14 jugés normaux ainsi que des bruits de fonctionnement jugés anormaux. La base de bruits préenregistrés peut être déterminée à partir d'une campagne d'essai 25 préalable réalisée pour définir les bruits normaux de claquement à l'activation / désactivation des bobines de commande d'engagement 15 et de relais 14 et ceux indicatifs d'une anomalie par exemple dû à un mauvais engagement ou une mauvaise synchronisation ou en encore une usure. Cette campagne d'essai permet ainsi de réaliser une cartographie qui servira de termes de comparaison pour l'analyse du bruit acquis. 30 Le fonctionnement est donc le suivant : lors de l'activation du démarreur 1, on acquiert le bruit émis par ce démarreur 1 au moyen du microphone 19, on traite et on compare le bruit acquis avec la base de bruits préenregistrés, et on diagnostique le bon fonctionnement ou le dysfonctionnement du démarreur 1 en fonction du résultat de la 35 comparaison du bruit acquis avec la base de bruits préenregistrés. 3047046 7 L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation précédemment décrits. En variante, on peut combiner les deux exemples de réalisation décrits. Dans une autre variante, notamment dans le cas d'un moteur thermique équipé d'une 5 fonction d'arrêt et de redémarrage automatique du moteur thermique, on peut prévoir de procéder à une écoute entre une demande d'arrêt du moteur thermique et son arrêt effectif. Dans une autre variante, on peut prévoir que la base de bruits préenregistrés comprend, 10 dans ses bruits de fonctionnement jugés anormaux, des bruits jugés anormaux qui sont corrélés donc indicateurs d'un niveau d'usure mécanique déterminé des dents du pignon 2 et/ou de la couronne 3. Dans cette variante, les moyens de traitement et de comparaison du bruit acquis sont alors également prévus pour être aptes à déterminer un niveau d'usure de pignon 2 et/ou de la couronne 3. Dans cette variante également, le 15 dispositif comprend des moyens de diagnostics de l'usure du démarreur 1 en fonction du niveau d'usure déterminé, par exemple une alerte en fonction d'un niveau prédéterminé d'usure. Dans une variante, l'écoute et donc l'acquisition du bruit émis peut être réalisée à 20 intervalle régulier de temps ou de kilomètre, et de préférence à intervalle régulier en nombre d'activation du démarreur, le nombre d'activation étant le principal facteur responsable de l'usure du démarreur 1. Cette écoute pourrait augmenter de fréquence, donc l'intervalle se réduire en fonction du nombre d'activation du démarreur. 25 Ainsi, suite à une demande d'arrêt du moteur thermique, on active seulement la bobine de commande de relais 14 d'alimentation du moteur électrique 6 et on acquiert le bruit émis lors de cette activation. On peut ainsi prévoir d'autoriser l'arrêt du moteur thermique si le résultat de la comparaison du bruit acquis avec la base de bruits préenregistrés conduit à un diagnostic de bon fonctionnement du démarreur. 30 REVENDICATIONS1. Dispositif de diagnostic de fonctionnement d'un démarreur (1) de moteur thermique caractérisé en ce qu'il comprend : -Des moyens d'acquisition (19) d'un bruit émis par le démarreur (1) lors de son activation, -Des moyens de traitement et comparaison (21) du bruit acquis avec une base de bruits préenregistrés, -Des moyens de diagnostic (22) de bon fonctionnement ou de dysfonctionnement du démarreur en fonction du résultat de la comparaison du bruit acquis avec la base de bruits préenregistrés. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la base de bruits préenregistrés comprend des bruits de fonctionnement jugés normaux et des bruits de fonctionnement jugés anormaux. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la base de bruits préenregistrés comprend des bruits de fonctionnement jugés normaux et des bruits de fonctionnement jugés anormaux de choc d'un pignon (2) d'engagement du démarreur (1) contre une couronne (3) du moteur dans laquelle le pignon (2) est destiné à s'engager lors de l'activation du démarreur (1) et /ou des bruits de fonctionnement jugés normaux et des bruits de fonctionnement jugés anormaux de claquement d'activation d'une bobine d'engagement (15) et /ou de relais (14) du démarreur (1). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la base de bruits préenregistrés comprend des bruits de fonctionnement jugés anormaux qui comprennent des bruits jugés anormaux qui sont indicateurs d'un niveau d'usure mécanique des dents du pignon (2) et/ou de la couronne (3), les moyens de traitement sont aptes à déterminer un niveau d'usure du pignon (2) et/ou de la couronne (3), et en ce qu'il comprend des moyens de diagnostic de l'usure du démarreur (1). 5. Moteur thermique comprenant un démarreur (1), caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de fonctionnement du démarreur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4. 6. Moteur thermique selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens d'acquisition comprennent un microphone (19) intégré au démarreur (1). 3047046 9 7. Moteur thermique selon la revendication 6, caractérisé en ce que le démarreur (1) le comprend un carter (17) de protection et le microphone (19) est intégré dans ce carter (17). 8. Moteur thermique selon la revendication 7, caractérisé en ce que le carter (17) de 5 protection du démarreur (1) comprend une partie faisant office de coque (18) de protection du pignon (2) d'engagement lorsque celui-ci est dans sa position d'engagement et le microphone (19) est intégré dans cette coque (18). 9. Procédé de diagnostic de fonctionnement d'un démarreur (1) de moteur thermique selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes 10 consistant à : -Activer le démarreur (1), -Acquérir un bruit émis par le démarreur (1) lors de son activation, -Traiter et Comparer le bruit acquis avec une base de bruits préenregistrés, -Diagnostiquer le bon fonctionnement ou le dysfonctionnement du démarreur (1) en 15 fonction du résultat de la comparaison du bruit acquis avec la base de bruits préenregistrés. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend : -une étape de demande d'arrêt du moteur préalable à l'étape d'acquisition du bruit du démarreur (1), 20 -l'étape d'activation du démarreur (1) consistant à activer seulement une bobine de commande d'un relais (14) du démarreur (1), -une étape d'autorisation de l'arrêt du moteur thermique si le résultat de la comparaison du bruit acquis avec la base de bruits préenregistrés conduit à un diagnostic de bon fonctionnement du démarreur (1). 25