La présente invention concerne un procédé de diagnostic et de commande d'un système de transmission du type à quatre roues motrices d'un véhicule automobile, portant notamment sur la commande d'un moyen de couplage mécanique d'un premier essieu à un deuxième essieu d'un système de transmission du type quatre roues motrices d'un véhicule automobile. L'invention porte également sur un système de commande du moyen de couplage mécanique. Elle porte aussi sur un système de transmission comportant un tel système de commande. Elle porte encore sur un véhicule comprenant un tel système de commande.

L'invention s'applique à un véhicule équipé d'un système quatre roues motrices pilotées. L'objectif de ce type de véhicule est d'amél iorer les prestations telles que la performance et la sécurité. En particulier, l'invention vise à fiabiliser le fonctionnement d'un moyen mécanique de couplage en évitant sa détérioration dans des conditions extrêmes d'utilisation. Le document US 2003/098193 décrit un procédé de répartition de couple entre les trains avant et arrière d'un véhicule en fonction de la différence entre les vitesses de rotation des trains avant et arrière. Ce procédé permet d'améliorer les performances du véhicule en optimisant le glissement sans définir de compromis entre fiabilité et performances.

Le brevet US5247443 décrit un procédé de répartition de couple entre les trains avant et arrière d'un véhicule en fonction de la différence entre les vitesses de rotation des trains avant et arrière, et qui modifie le seuil de détection sur le glissement si le frein de parking est activé. Ce procédé permet d'améliorer les performances du véhicule en optimisant le glissement sans définir de compromis entre fiabilité et performances. Le but de l'invention est de fournir une solution de commande d'un moyen de couplage mécanique d'essieux permettant de remédier aux problèmes évoqués précédemment et d'améliorer les procédés de commande connus de l'art antérieur.

Selon l'invention, le procédé permet d'établir un diagnostic d'un système de transmission d'un véhicule automobile à quatre roues motrices. Le procédé comprend une étape d'estimation de l'état d'usure du système de transmission à partir d'événements extrêmes qu'il a subis lors de son fonctionnement.

Le procédé peut comprendre une étape de mesure ou d'estimation de la température du coupleur de son système de transmission et peut considérer les événements extrêmes subis lors de son fonctionnement en surchauffe, c'est-à-dire au-delà d'une température seuil prédéfinie.

L'étape d'estimation de l'état d'usure du système de transmission dont le coupleur est un embrayage électromécanique peut comprendre les deux sous-étapes suivantes :

- mémorisation des occurrences de surchauffe de l'actionneur du coupleur du système de transmission par incrémentation d'un premier compteur chaque fois que la température du coupleur dépasse une température seuil prédéfinie ; et/ou

- mémorisation des tours de révolution effectués par l'embrayage électromécanique du coupleur en situation de surchauffe.

Le procédé peut comprendre une étape d'affichage du résultat du procédé de diagnostic par une interface homme-machine du véhicule automobile. Selon l'invention, le procédé de commande du coupleur des premier et deuxième essieux d'un système de transmission d'un véhicule automobile comprend la mise en œuvre d'un procédé de diagnostic défini précédemment et la définition d'une commande du coupleur fonction de ce procédé de diagnostic. La définition d'une commande du coupleur fonction du procédé de diagnostic peut comprendre la définition du mode de fonctionnement du coupleur parmi les trois états suivants :

- un premier mode de transmission où une partie (variable) seulement de la capacité maximale de couple issu d'une source de couple est effectivement transmise au train arrière ;

- un deuxième mode de transmission où la totalité de la capacité maximale de couple issue de la source de couple et destinée au train arrière est effectivement transmise au train arrière ;

- un troisième mode de transmission où aucun couple (ou un couple négligeable) issu de la source de couple n'est transmis au train arrière.

Le procédé de commande peut comprendre la définition de trois états différents du coupleur en fonction de trois seuils de température. Le procédé de commande peut comprendre une étape de définition du mode de fonctionnement du coupleur en fonction de son état.

L'invention porte aussi sur un support d'enregistrement de données lisible par un calculateur sur lequel est enregistré un programme informatique comprenant des moyens de codes de programme informatique de mise en œuvre des étapes du procédé défini précédemment.

Selon l'invention, un système commande un coupleur des premier et deuxième essieux d'un système de transmission d'un véhicule automobile. Le premier essieu est entraîné par défaut et le deuxième essieu est entraîné optionnellement selon l 'état du moyen de couplage. Le système de commande comprend des moyens matériels et/ou logiciels de mise en œuvre d'un procédé défini précédemment.

Le système de commande peut comprendre un calculateur, une ou plusieurs mémoires de type eeprom, un moyen d'estimation de la température du coupleur ou un moyen de communication pour recevoir la mesure de la température du coupleur depuis un capteur de mesure.

Le cou pleur peut être de type à friction comme un embrayage électromécanique.

Selon l'invention, le véhicule automobile comprend un système de commande défini précédemment. L'invention porte aussi sur un programme informatique comprenant un moyen de code de programme informatique adapté à la réalisation des étapes du procédé défini précédemment.

Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description su ivante d'un mode d'exécution particulier fait à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :

La fig u re 1 représente schématiquement un véhicule automobile comprenant un système de transmission à quatre roues motrices selon un mode d'exécution de l'invention.

La figure 2 représente la variation de température coupleur du système de transmission du véhicule automobile selon le mode d'exécution en fonction du temps selon un scénario prédéfini. La figure 3 représente la variation de l'état des seuils de température du coupleur en fonction du temps selon le scénario précédent.

La figure 4 représente une première variation du mode de fonctionnement du coupleur en fonction du temps selon le scénario précédent.

La figure 5 représente une seconde variation du mode de fonctionnement du coupleur en fonction du temps selon le scénario précédent. Les figures 6 à 8 représentent un schéma fonctionnel du système de transmission du véhicule automobile selon le mode d'exécution de l'invention.

Le véhicule automobile 10 représenté à la figure 1 comprend un système de transmission 18 du type à quatre roues motrices, et en particulier du type à quatre roues motrices pilotées.

Le système de transmission 18 est en liaison mécanique avec un moteur 13 (ou sou rce d e cou pl e) d'entraînement du véhicule. Le systèm e d e transmission 18 comprend principalement un premier essieu 17 de roues 21 , 22 reliées par un différentiel 15 lui-même relié au moteur 13 via une boîte de vitesses 14 et u n deuxième essieu 19 de roues 23, 24 reliées par un différentiel arrière 16, le différentiel arrière 16 étant relié au différentiel 15 via une boîte de transfert 25 et un moyen mécanique de couplage (coupleur) 1 1 . Le système de transm ission comprend également un système de commande 1 2 de l'état du moyen mécanique de couplage. Le système de commande comprend un moyen de sélection du mode de fonctionnement du système de transmission et un calculateur. Bien que non représentés, le système de transmission comprend des moyens de détermination de variables d'état du véhicule, tels que par exemple des moyens d'obtenir la vitesse de rotation de chaque roue, des moyens d'obtenir les informations relatives au freinage (détecteur d'action sur une pédale de frein, détecteur d'action sur un organe de commande de frein de parking, détecteurs d'activation d'un système de contrôle de la stabilité et/ou de la motricité et/ou de l'adhérence du véhicule), et des moyen s él ectron iq ues ou automatiq u es de cal cu l . Le système de transmission comporte un moyen de sélection par l'utilisateur (par exemple au tableau de bord) d'un mode de fonctionnement du système, notamment un premier mode « AWD Auto », un deuxième mode « 4WD Lock » ou un troisième mode « 2WD », un moyen de détection, à partir des variables d'état du véhicule et/ou du système, de la volonté du conducteur et des conditions de roulage (accélération, freinage, glissement...) et un moyen de commande pour commuter le système dans un mode déterminé en fonction du mode sélectionné par le conducteur, de la volonté conducteur et des cond itions de rou lage d u véh icu le . Le système de transmission, en particulier le système de commande du moyen de couplage comprend également tous les moyens matériels et/ou logiciels permettant de mettre en œuvre les procédés objets de l'invention. Notamment, les systèmes, en particulier le calculateur, peut comprendre un programme informatique comprenant un moyen de code de programme informatique adapté à la réalisation des étapes des procédés objets de l'invention.

Dans le système de transmission, le premier essieu (par exemple l'essieu avant, respectivement l'essieu arrière) est entraîné par défaut par la source de couple. Par contre, le deuxième essieu (par exemple l'essieu arrière, respectivement l'essieu avant) n'est entraîné qu'optionnellement selon l'état du coupleur. Pour cela, le moyen de couplage mécanique de l'essieu avant à l'essieu arrière (coupleur) selon le mode d'exécution de l'invention peut fonctionner selon trois modes de fonctionnement du système de transmission. un premier mode de transmission où une partie (variable) seulement de la capacité maximale de couple issu d'une source de couple (le moteur du véhicule automobile) et destinée au train arrière est effectivement transmise au train arrière ; ce premier mode dénommé mode « AWD Auto » correspondant à un coupleur dit « piloté », c'est-à- dire qu'un système de commande du coupleur gère automatiquement son fonctionnement, en particulier la quantité de couple transmise ou transmissible,

un deuxième mode de transmission où la totalité de la capacité maximale de couple issue de la source de couple et destinée au train arrière est effectivement transmise au train arrière ; ce deuxième mode dénommé mode « 4WD Lock » correspondant à un coupleur dit « fermé », c'est-à-dire qu'il est verrouillé dans un état définissant une valeur fixe de couple maximal transmissible,

un troisième mode de transmission où aucun couple (ou un couple négligeable) issu de la source de couple n'est transmis au train arrière ; ce troisième mode dénommé mode « 2WD » correspondant à un coupleur dit « ouvert », c'est-à-dire que le coupleur est désactivé ou qu'il ne transmet qu'une quantité négligeable de couple.

Sur le plan technologique, le coupleur peut être du type à friction, c'est-à- dire qu'il comporte des disques de friction destinés à venir en contact les uns avec les autres pour transmettre le couple et un moyen actionneur pour écarter ou amener ses disques en contact les uns avec les autres. Le moyen actionneur est piloté par le système de commande 12. Le coupleur est par exemple de type embrayage électromagnétique piloté par courant.

Le pilotage du couple transféré par le coupleur doit éviter de trop solliciter les éléments mécaniques de la chaîne cinématique, sous peine de risquer une rupture mécanique. Il faut donc gérer un compromis entre efficacité de franchissement (nécessitant ponctuellement de forts transferts de couple) et fiabilité des éléments mécaniques (mise en danger par des couples importants utilisés fréquemment).

Dans le cas d'un coupleur de type embrayage où ce dernier patine (glisse), il y a friction et, par conséquent, chauffe de l'embrayage. La friction est créée par la différence de vitesse entre l'entrée et la sortie du coupleur, correspondant aux transmissions allant aux trains avant et arrière.

Le système de transmission met en œuvre un procédé de diagnostic du moyen mécanique de couplage ou coupleur qui repose sur sa température, et plus précisément la température de fonctionnement de son actionneur. Cette température peut être estimée à partir des informations de couple (ETC) (mesuré ou estimé) et des informations de vitesse des roues. En variante, la température du coupleur pourrait tout aussi être mesurée à l'aide d'un capteur de température.

Selon le mode d'exécution de l'invention, le procédé de commande du coupleur repose sur la définition de trois seuils de température T0, T1 et T2. À partir des valeurs de ces trois seuils de température, le procédé de gestion du coupleur définit trois états différents. Le premier état, appelé « NormalTemperature », correspond à une température normale de fonctionnement. Le second état, appelé « WarningLeveM », correspond à un premier niveau d'alerte dans lequel la température du coupleur est élevée mais permet toujours son fonctionnement. Enfin, le troisième état, appelé « WarningLevel2 », correspond à un second niveau d'alerte pour lequel le coupleur est en surchauffe.

La gestion des trois états différents du coupleur mentionnés ci-dessus, illustrée sur les figures 2 et 3, se fait en fonction des trois seuils de température T0, T1 et T2. La température T0 représente un premier seuil au-dessous duquel le coupleur fonctionne normalement et se trouve dans l'état « NormalTemperature ». Lorsque la température dépasse la température T1 (T1 > TO), à l'instant t1 , le coupleur se trouve dans l'état « WarningLeveM ». Lorsque la température dépasse la température T2 (T2 > T1 ), à l'instant t2, le coupleur se trouve dans l'état « WarningLevel2 ». Ainsi lorsque la température du coupleur augmente, il passe dans l'état « WarningLeveM » entre les températures T1 et T2, puis dans l'état « WarningLevel2 » a u-delà de la température T2. Ensuite, lorsque sa température diminue, il repasse de l'état « WarningLevel2 » à l'état « NormalTemperature » lorsque la température repasse sous le seuil TO, à l'instant t3.

Le procédé de commande du coupleur véhicule automobile utilise les états définis précédemment pour définir le mode de fonctionnement parmi les trois modes explicités précédemment. Cette gestion du mode de fonctionnement du coupleur est représentée sur les figures 4 et 5.

En supposant que le coupleur se trouve initialement dans le mode de fonctionnement « AWD Auto » alors qu'il est dans l'état « NormalTemperature », comme cela est représenté sur la figure 4, lorsqu'il passe dans l'état « WarningLeveM », le moyen de commande modifie son mode de fonctionnement en mode « 4WD Lock », puis lorsqu'il passe dans l'état « WarningLevel2 », le moyen de commande modifie son mode de fonctionnement en mode « 2WD », dans lequel aucun couple n'est plus transmis à l'essieu arrière pour permette le refroidissement de son actionneur. Lorsque sa température refroidit et passe sous le seuil TO et que le coupleur revient donc dans l'état « NormalTemperature », le moyen de commande le rétabl it dans son mode de fonctionnement in itial « AWD Auto ». En supposant maintenant que le coupleur se trouve initialement dans le mode de fonctionnement « 4W D Loc k » alors qu'il est dans l'état « NormalTemperature », comme cela est représenté sur la figure 5, lorsqu'il passe dans l'état « WarningLeveM », son mode de fonctionnement reste inchangé en mode « 4WD Lock ». Lorsqu'il passe dans l'état « Warningl_evel2 », le moyen de commande modifie son mode de fonctionnement en mode « 2WD ». Lorsque sa température refroidit et passe sous le seuil T0 et que le coupleur revient donc dans l'état « NormalTemperature », le moyen de commande permet son passage dans le mode de fonctionnement « AWD Auto ». Toutefois, malgré la gestion décrite précédemment du moyen de couplage du véhicule automobile, il reste un décalage inévitable entre la commande envoyée vers l'actionneur et l'exécution réel de cette commande, c'est-à-dire l'ouverture de l'actionneur. Dans la pratique, il s'avère qu'un certain couple est transmis à l'essieu arrière dans des situations de surchauffe. De tels événements entraînent une usure, un vieillissement prématuré du système de transmission du véhicule automobile.

Selon un élément essentiel de l'invention, un procédé de diagnostic qui tient compte de ces événements particuliers de surchauffe du système de transmission du véhicule automobile est mis en œuvre.

Pour cela, le procédé de diagnostic utilise un premier compteur pour mémoriser des occurrences de surchauffe de l'actionneur du coupleur. Ce compteur, appelé « OverHeatFrequencyCounter », est agrémenté d'une valeur de un chaque fois que la température du coupleur « Température Clutch » dépasse la température seuil T2 ou ThermalStressMaxTemp d'une valeur prédéfinie, par exemple 10 °C (soit atteint T2 + 10 °C). T2 ici représenté par la variable ThermalStressMaxTemp. La valeur du compteur pouvant aller, par exemple, sur une plage de 0 à 255. Finalement lorsque le compteur atteint sa valeur maximale, celle-ci est saturée à cette dernière valeur. Le bloc 60 de la figure 7 est une représentation fonctionnelle de ce premier compteur.

De plus, le procédé de diagnostic selon le mode d'exécution de l'invention utilise un second compteur qui mémorise les tours de révolution effectués par l'embrayage électromécanique en situation de glissement et de surchauffe. Pour cela, les tours de révolution sont comptabilisés tant que l'ét a t d u co u p l e u r re s te e n s u rc h a u ffe , c ' e s t-à-dire dans l'état « WarningLevel2 ». Le bloc 40 de la figure 6 représente fonctionnellement cette évaluation de la surchauffe, relayée par la variable « OverheatStatus ».

Pour la mise en œuvre de cette seconde comptabilisation, deux sous- compteurs peuvent en fait être utilisés, représentés figure 8. Le premier sous-compteur 70, appelé « OverheatClutchRev », compte le nombre de tours de révolution effectués par l'embrayage électromécanique en situation de glissement « deltaNClutch » sur une plage, par exemple, de 0 à 50. Le second sous-compteur 80, appelé « OverheatClutchRevCounter », compte le nombre d'occurrences de 50 tours sur une plage, par exemple, de 0 à 255 tours. Une fois le compteur ayant atteint sa valeur maximale, celui est saturé à cette dernière valeur. Il est incrémenté dès que le premier sous-compteur atteint la valeur de 50, ce dernier repassant alors à zéro.

Ces différents compteurs sont sauvegardés dans une mémoire du système de commande 12, par exemple une mémoire eeprom. Ainsi, à l'extinction du calculateur, les valeurs de ces compteurs restent mémorisées et sont réutilisé e s l o rs d e so n p ro c h a i n réve i l, selon les représentations fonctionnelles des figures 7 et 8.

Naturellement, les compteurs précédents ont été décrits à titre d'exemple non limitatif. Le concept de l'invention pourrait être mis en œuvre avec tout autre moyen tenant compte des événements particuliers représentant un vieillissement prématuré du système de transmission du véhicule automobile. Toutefois, la comptabilisation du nombre d'états de surchauffe est avantageuse en ce qu'elle représente les chocs thermiques subis par le système de transmission et la comptabilisation du nombre de tours en surchauffe du coupleur est avantageuse en ce qu'elle représente une usure par stress thermique des organes mécaniques impliqués. L'ensemble de ces compteurs permettent d'une part d'identifier par exemple une dispersion possible du coupleur mais surtout de représenter l'utilisation et les sollicitations rencontrées, en quelque sorte l'historique vécu par le véhicule à travers son système de transmission du type quatre roues motrices. Individuellement le système de commande peut adapter ses stratégies de fon ction nement selon l es n iveaux de ces compteurs (décrit p10). Collectivement, par diagnostic ultérieur et éventuel du véhicule, ces compteurs peuvent constituer une base de données statistique permettant d'améliorer de futurs développements véhicules.

En résumé, l'invention concerne un procédé de diagnostic d'un système de transmission d'un véhicule automobile à quatre roues motrices comprenant une étape d'estimation de l'état d'usure du système de transmission à partir d'événements extrêmes qu'il a subis lors de son fonctionnement.

De manière avantageuse, le procédé comprend de plus une étape d'information du résultat du procédé de diagnostic au conducteur du véhicule automobile par une interface homme machine du véhicule automobile.

Selon l'invention, ce procédé de diagnostic est exploité de différentes manières. Lors de toute opération d'entretien d'un véhicule automobile, il est possible d'en déduire une estimation précise de l'état du système de transmission, plus précisément de l'actionneur de son coupleur. De plus, il permet de définir un procédé de commande optimisé du système de transmission du véhicule automobile. Il est possible de modifier le procédé de commande de l'actionneur du véhicule automobile à partir du résultat du procédé de diagnostic. Pour cela, les seuils de température peuvent être modifiés en fonction de l'usure du système de transmission, les modes de fonctionnement du coupleur peuvent être allégés si son usure est importante, etc.

Le système de commande 12 peut, selon l'état du procédé de diagnostic, modifier son fonctionnement permettant de s'adapter à son état d'usure et ou de sollicitation. Le système de commande peut aller jusqu'à proposer de se mettre en mode dégradé. Les modifications peuvent alors être toutes ou parties des altérations suivantes :

• Abaisser en toutes ou parties des seuils de température T0, T1 et T2 tel que détaillé précédemment,

· Réduire le couple maximal transmissible par le coupleur en fonction de certains modes de transmission 4x4,

• Interdiction de passage en mode 4WD Auto et ou 4WD Lock,

• Adapter les consignes de glissement inter-essieux du mode 4WD Auto.

Les procédés de diagnostic et de commande du système de transmission du véhicule automobile décrits précédemment sont mis en œuvre par des moyens matériel (hardware) et logiciel (software) du système de commande 12, principalement à l'aide de son calculateur et d'une ou plusieurs mémoires associées.