Brevet FR3060058A1 — publié le 20180615

La présente invention concerne un procédé d'estimation d'un arrêt physique d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile par arrêt d'une rotation d'un vilebrequin entraîné par le moteur. Un repère angulaire porté par le vilebrequin est détecté pour chaque tour de vilebrequin et un premier comptage temporel s'incrémente depuis une dernière détection de passage du repère angulaire, le premier comptage étant associé à un premier seuil de durée entre deux détections du repère angulaire. Un tel moteur avec une rotation du vilebrequin nulle est alors dit calé ou arrêté physiquement. Il est connu d'équiper un vilebrequin d'un moteur à combustion interne d'une cible avec un repère angulaire dont chaque passage lors de la rotation du vilebrequin est détecté par un capteur de position du vilebrequin. La cible est fréquemment sous la forme d'une roue dentée comprenant en tant que repère angulaire un espace sur la périphérie de la roue dentée dégagé par l'enlèvement d'au moins une dent. Un capteur de position du vilebrequin disposé à faible distance de la roue dentée délivre un signal servant au comptage des dents et donc permettant de connaître la vitesse de rotation du vilebrequin quand le capteur de position est associé à un compteur de temps. Le signal est traité par une unité de traitement comprenant un microprocesseur pouvant avoir mémorisé un modèle du comportement du moteur en phase d'arrêt dit phase de calage. La détection de l'état calé du moteur est faite lorsque la durée après le 20 passage du repère angulaire de la cible portée par le vilebrequin dépasse un seuil calibrable, typiquement autour de 250-300 millisecondes. Il est alors estimé que le vilebrequin tourne alors trop lentement et que le moteur est arrêté. L'état arrêté du moteur doit être détecté de manière sûre afin de pouvoir enclencher le démarreur. Cependant, comme il peut y avoir des rebonds du moteur, 25 faisant tourner le moteur dans l'autre sens de rotation, le seuil de détermination d'arrêt du moteur est trop long car il ne se base que sur le dernier passage du repère angulaire de la cible portée par le vilebrequin. En effet, au calage du moteur, le vilebrequin peut faire des allers et retours en rotation autour de son point d'arrêt, ce qui fausse les mesures car le repère angulaire 30 repasse devant le capteur. Il est très important de réduire cette temporisation tout en ne faisant pas de fausse détermination de calage. Ceci est crucial quand le véhicule automobile est un véhicule hybride et/ou un véhicule équipé d'un système d'arrêt et de redémarrage automatiques du moteur à combustion interne du véhicule. Pour un véhicule hybride, le moteur à combustion interne 35 est arrêté et la propulsion du véhicule est alors assurée par un moteur auxiliaire autre que 3060058 2 par combustion interne, le plus fréquemment par un moteur électrique. Le moteur à combustion interne doit cependant être prêt à être redémarré pour procurer un surcroît de puissance ou pour remplacer le moteur électrique. Un système d'arrêt et de redémarrage automatiques du moteur, aussi connu 5 sous l'abréviation STT pour " Stop and Start " en langue anglo-saxonne, se caractérise par l'arrêt du moteur juste avant et pendant l'immobilisation du véhicule, par exemple à des feux tricolores ou lors d'embouteillages. Sa remise en fonction est automatique et instantanée au " lâcher " de la pédale de frein lorsque le conducteur souhaite repartir par exemple. Ce système consiste donc à faire caler le moteur lorsque l'on n'en a pas besoin 10 et à le redémarrer dès que le conducteur le souhaite. Un véhicule muni d'un tel système est donc soumis à des arrêts fréquents de son moteur à combustion interne suivis à plus ou moins brève échéance par des redémarrages. Il se peut aussi que le conducteur change d'avis et requiert un redémarrage quand le moteur est en train de caler. Ceci est appelé changement d'avis et 15 correspond par exemple à un arrêt du moteur à un feu rouge suivi d'un redémarrage, le feu venant à nouveau de passer au vert. Ainsi, dans les cas de changement d'avis, notamment pour des applications d'un système d'arrêt et de redémarrage automatiques du moteur à combustion interne, on peut hâter le redémarrage du moteur par l'activation du starter. Ceci n'est pas satisfaisant en considération de la pollution créée et de la consommation supplémentaire de carburant. Le problème à la base de la présente invention est d'améliorer la rapidité et la détermination de l'état arrêté d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile tout en ne faisant pas de fausse détermination d'arrêt lors de rebonds du moteur se concrétisant par des allers et retours en rotation du vilebrequin autour d'une position d'équilibre. A cet effet, la présente invention concerne un procédé d'estimation d'un arrêt physique d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile avec arrêt d'une rotation d'un vilebrequin entraîné par le moteur, le moteur étant soumis à au moins un rebond pendant une phase d'arrêt inversant temporairement la rotation du vilebrequin, une cible munie de dents étant portée par le vilebrequin et des passages successifs des dents devant un capteur étant détectés lors de la rotation du vilebrequin, un premier comptage temporel s'incrémentant depuis une dernière détection d'un passage d'une dent, le premier comptage étant associé à un premier seuil de durée avec une remise à zéro du premier comptage temporel quand une durée entre les passages de deux dents successives est inférieure au premier seuil de durée, caractérisé en ce qu'il est effectué un deuxième comptage temporel, le deuxième comptage temporel s'incrémentant sous un 3060058 3 seuil de régime moteur prédéterminé et étant associé à un deuxième seuil de durée avec une suspension du deuxième comptage temporel quand et tant qu'une durée entre les passages de deux dents successives est inférieure au deuxième seuil de durée, le moteur étant estimé arrêté dès que les premier et deuxième comptages temporels ont atteint 5 respectivement les premier et deuxième seuils de durée. Le but est d'améliorer l'agrément de conduite pour des redémarrages plus rapides, notamment dans le cas d'un changement d'avis pour un système d'arrêt et de redémarrage automatiques d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. Dans le cas d'arrêt avec un ou des rebonds du moteur, il serait possible de 10 gagner autour de 100 millisecondes voire plus lors de la détection du calage du moteur tout en évitant les fausses estimations. Le premier seuil pris par l'état de la technique pour le premier comptage peut être abaissé dans le cadre de la mise en oeuvre de la présente invention. C'est le deuxième comptage qui sert de protection contre les fausses estimations en ne 15 permettant pas de délivrer une estimation d'arrêt du moteur tant que ce deuxième comptage n'a pas atteint son deuxième seuil associé. En effet, le premier comptage peut être faussé par des rebonds du moteur. Un rebond correspond à une rotation inverse du moteur lorsque le moteur est en train de caler et qu'il n'a plus suffisamment d'inertie pour franchir le prochain point mort haut. Le 20 moteur oscille ainsi autour de son point d'équilibre par des allers et retours d'amplitudes diminuantes progressivement avant de s'arrêter physiquement. Avantageusement, le seuil de régime moteur est de 100 tours par minute. Avantageusement, le deuxième seuil de durée est supérieur au premier seuil de durée. 25 Avantageusement, le premier seuil de durée est égal à 125 millisecondes et le deuxième seuil de durée est égal à 250 millisecondes. Avantageusement, le deuxième comptage temporel est remis à zéro si le moteur est détecté comme démarrant avec une durée écoulée entre deux passages consécutifs détectés inférieur au deuxième seuil de durée et un sens de rotation du 30 vilebrequin étant dans un sens d'avancement du véhicule, un régime moteur moyenné sur un nombre prédéterminé de dents successives étant plus élevé que le seuil de régime moteur. Avantageusement, les premier et deuxième seuils de durée sont calibrables. Avantageusement, le deuxième seuil est dépendant de la température du 35 moteur. Plus le moteur est chaud et moins il y aura des frottements. Donc plus le moteur aura tendance à plus osciller et à faire des rebonds. 3060058 4 L'invention concerne aussi un véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne, un vilebrequin étant entraîné par le moteur, le vilebrequin portant une cible, coaxiale avec le vilebrequin et présentant des dents à sa périphérie et un repère angulaire, la rotation de la cible étant suivie par un capteur de position de vilebrequin 5 transmettant ses mesures à une unité de traitement, caractérisé en ce que l'arrêt physique du moteur est faite par un tel procédé d'estimation, l'unité de traitement comportant des premier et deuxième compteurs effectuant respectivement les premier et deuxième comptages de temps. Avantageusement, la cible est une roue dentée et le repère angulaire une 10 dent dite longue obtenue par une suppression d'au moins une dent de la roue. Avantageusement, le véhicule automobile est équipé d'un système d'arrêt et de redémarrage automatiques de son moteur à combustion interne et/ou est un véhicule hybride. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention 15 apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : la figure 1 est une représentation schématique d'une courbe de régime moteur en fonction du temps pour un moteur à combustion interne en phase d'arrêt, la courbe formant une sinusoïde du fait de rebonds du moteur, la 20 sinusoïde s'amortissant dans la durée de la phase d'arrêt, les figures 2 et 3 montrent des premier et deuxième comptages temporels à partir de passages de dents d'une cible portée par un vilebrequin associé au moteur à combustion interne, ces premier et deuxième comptages temporels entrant dans le cadre du procédé d'estimation d'un arrêt du moteur selon la 25 présente invention en présentant des seuils de durée respectifs, un comptage temporel selon l'état de la technique étant aussi montré à ces figures à titre de comparaison, la figure 4 montre un logigramme d'un mode de réalisation d'un procédé d'estimation d'un arrêt physique selon la présente invention. 30 L'invention concerne un procédé d'estimation d'un arrêt physique d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile se caractérisant par un arrêt d'une rotation d'un vilebrequin entraîné par le moteur. L'invention concerne aussi un véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne pour la mise en oeuvre de ce procédé d'estimation. 35 Le moteur à combustion interne est soumis à au moins un rebond pendant une phase d'arrêt inversant temporairement la rotation du vilebrequin. Ceci est montré à la figure 1 qui donne un régime moteur RM en fonction du temps t lors d'une phase 3060058 5 d'arrêt du moteur. Il est montré que la rotation du vilebrequin oscille en sinusoïde autour d'un point d'équilibre d'arrêt atteint progressivement suite à l'amortissement de la sinusoïde. Le régime moteur peut varier lors d'une phase d'arrêt physique entre +100 5 rpm et -100 rpm, rpm signifiant tours par minute. La limite +10 rpm est représentative d'un moteur s'arrêtant physiquement très prochainement et le seuil S de 100 rpm peut être représentatif d'un moteur à combustion interne en début de phase d'arrêt physique pour des valeurs de régime moteur RM en dessous de ce seuil S, ce qui se traduit par RM 125 ms et compt2 > 250 ms. Inversement, le passage de l'état d'arrêt A à l'état intermédiaire I se fait dès qu'une dent est revue 1D vue. En effet, le moteur étant à l'arrêt, il ne devrait plus avoir de 30 détection de dents par le capteur. Si une dent est vue, c'est que l'état du moteur n'est plus l'état d'arrêt A et qu'il évolue vers un état intermédiaire I. Pour un moteur tournant R, les deux comptages compt1 et compt2 sont remis à zéro, soit compt1 = 0 et compt2 = 0, le premier comptage compt1 étant remis à 0 à chaque dent D vue. 35 Le passage de l'état intermédiaire I à l'état tournant R se fait dès qu'un nombre prédéterminé de dents est vu par le capteur pendant une durée prédéterminé, à 3060058 10 la figure 4 huit dents en dessous de 10 millisecondes, ce qui est référencé 8 D vues 45ms. 10 La présente invention trouve une application très avantageuse pour des véhicules automobiles soumis à des arrêts ou calages fréquents de leur moteur à combustion interne. Ceci est particulièrement le cas pour des véhicules hybrides et/ou des véhicules équipés d'un système d'arrêt et de redémarrage automatiques de leur moteur à combustion interne. Ceci peut aussi être étendu à d'autres types de véhicules, 15 par exemple des véhicules automobiles à roue libre automatisée. REVENDICATIONS1. Procédé d'estimation d'un arrêt physique d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile avec arrêt d'une rotation d'un vilebrequin entraîné par le moteur, le moteur étant soumis à au moins un rebond pendant une phase d'arrêt inversant temporairement la rotation du vilebrequin, une cible munie de dents étant portée par le vilebrequin et des passages successifs des dents devant un capteur étant détectés lors de la rotation du vilebrequin, un premier comptage (compt1) temporel s'incrémentant depuis une dernière détection d'un passage d'une dent (D), le premier comptage (compt1) étant associé à un premier seuil (S1) de durée avec une remise à zéro du premier comptage (compt1) temporel quand une durée entre les passages de deux dents successives est inférieure au premier seuil (S1) de durée, caractérisé en ce qu'il est effectué un deuxième comptage (compt2) temporel, le deuxième comptage (compt2) temporel s'incrémentant sous un seuil de régime moteur (S) prédéterminé et étant associé à un deuxième seuil (S2) de durée avec une suspension du deuxième comptage (compt2) temporel quand et tant qu'une durée entre les passages de deux dents successives est inférieure au deuxième seuil (S2) de durée, le moteur étant estimé arrêté dès que les premier et deuxième comptages (compt1, compt2) temporels ont atteint respectivement les premier et deuxième seuils (S1, S2) de durée. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le seuil de régime moteur (S) prédéterminé est de 100 tours par minute. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le deuxième seuil (S2) de durée est supérieur au premier seuil (S1) de durée. 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel le premier seuil (S1) de durée est égal à 125 millisecondes et le deuxième seuil (S2) de durée est égal à 250 millisecondes. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le deuxième comptage (compt2) temporel est remis à zéro si le moteur est détecté comme démarrant avec une durée écoulée entre deux passages consécutifs détectés inférieur au deuxième seuil (S2) de durée et un sens de rotation du vilebrequin étant dans un sens d'avancement du véhicule, un régime moteur moyenné sur un nombre prédéterminé de dents successives étant plus élevé que le seuil de régime moteur (S). 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les premier et deuxième seuils (S1, S2) de durée sont calibrables. 7. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le deuxième seuil (S2) est dépendant de la température du moteur. 3060058 12 8. Véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne, un vilebrequin étant entraîné par le moteur, le vilebrequin portant une cible, coaxiale avec le vilebrequin et présentant des dents à sa périphérie et un repère angulaire, la rotation de la cible étant suivie par un capteur de position de vilebrequin transmettant ses mesures à 5 une unité de traitement, caractérisé en ce que l'estimation de l'arrêt physique du moteur est faite par un procédé d'estimation selon l'une quelconque des revendications précédentes, l'unité de traitement comportant des premier et deuxième compteurs effectuant respectivement les premier et deuxième comptages (compt1, compt2) de temps. 10 9. Véhicule automobile selon la revendication précédente, dans lequel la cible est une roue dentée et le repère angulaire une dent dite longue obtenue par une suppression d'au moins une dent de la roue. 10. Véhicule automobile selon l'une quelconque des deux revendications précédentes, lequel est équipé d'un système d'arrêt et de redémarrage automatiques de 15 son moteur à combustion interne et/ou est un véhicule hybride.