Fiche de révision : Capteurs et systèmes Stop and Start

📋 Plan du Cours

1. Identification et objectifs de l’alternateur
2. Communication, fonctionnement, couple et compensation thermique de l’alternateur
3. Principes et évolution du Stop and Start
4. Voyants Eco, commandes conducteur et gestion énergétique de la batterie
5. Pédales et capteur de course
6. Capteur de dépression de freinage
7. Capteur de position neutre
8. Conditions de fonctionnement Stop and Start
9. Gestion électronique et maintien de tension
10. Alternateur réversible PSA
11. UCAP et DMTC
12. Évolutions du STT troisième génération

📖 1. Identification et objectifs de l’alternateur

★ À maîtriser

• Le pilotage de l’alternateur vise à réduire d’environ 1 % la consommation de carburant en gérant mieux le couple prélevé par l’alternateur, et à limiter les polluants.

📌 La régulation doit maintenir un état de charge positif de la batterie, adapter la tension à sa température et éviter les perturbations du couple moteur et du réseau de bord 12 volts.

Compléments

• La plaque constructeur indique :

  • le constructeur
  • la référence manufacturier
  • le type de construction
  • le sens de rotation
  • la tension nominale
  • le courant au régime nominal à 6000 tr/min
  • le courant au régime de ralenti

• Le pilotage de l’alternateur limite le courant de charge en fonction de la batterie afin d’en optimiser la fiabilité.

📖 2. Communication, fonctionnement, couple et compensation thermique de l’alternateur

★ À maîtriser

• Dans le modèle PSA, le calculateur d’injection commande la gestion de l’alternateur, dont l’interface de communication assure la correspondance avec le calculateur selon une configuration maître-esclave.

• L’interface de communication gère la tension du réseau de bord, amorce l’alternateur, diagnostique ses défauts, estime son couple et gère ce couple.

• Au démarrage, le signal de la borne L réveille le régulateur à la position contact, le calculateur alimenté en +APC demande l’identification de la classe et du fournisseur, puis après le démarrage moteur l’alternateur s’amorce sur une consigne de tension et le régulateur signale cet état au calculateur.

📌 Un défaut de durée supérieure à 300 ms doit activer le diagnostic en moins de 3 secondes, quels que soient le régime et le débit de l’alternateur.

• La gestion du couple déleste le débit de l’alternateur au démarrage et à l’accélération, le leste à la décélération et peut imposer une montée progressive du débit après le démarrage ou lors d’une variation de courant ou de régime moteur.

• La gestion du couple de l’alternateur vise à réduire la durée de démarrage, à fournir davantage de couple moteur à l’accélération et à gérer la charge et la décharge de la batterie selon les phases d’accélération et de décélération.

• Le calculateur fixe la consigne de tension du régulateur en tenant compte d’une compensation thermique fondée sur une température image de la batterie calculée par le CMM, afin d’optimiser la recharge et de protéger contre les surcharges.

Compléments

• La fréquence du protocole de communication de l’alternateur est de 1200 bits par seconde.

• En cas de défaillance de l’interface de communication, l’alternateur s’auto-amorce entre 3000 et 3700 tr/min au régime alternateur, soit environ 1000 à 1500 tr/min moteur.

• Les défauts électriques diagnostiqués comprennent : l’étage de sortie d’excitation en court-circuit, la ligne d’excitation en court-circuit, l’enroulement d’excitation en court-circuit, l’enroulement d’excitation coupé, la ligne d’excitation coupée, les balais usés, l’étage de sortie coupé, la ligne de communication perturbée, coupée, en court-circuit ou à la masse

• La montée progressive du débit de l’alternateur évite de fortes variations de courant, les baisses de régime et le calage du moteur juste après le redémarrage.

• L’estimation du couple résistant de l’alternateur repose sur la mesure du courant d’excitation, du couple de l’alternateur et de son débit.

📌 En cas de défaillance de la sonde de température ou de l’interface de communication, le mode défaut maintient une tension de régulation comprise entre 14 V et 14,3 V.

💡 Astuce mémo

Contact : L réveille, +APC identifie, puis le moteur démarre et l’alternateur s’amorce.

📖 3. Principes et évolution du Stop and Start

🔑 Notions clés & Définitions

• Stop and Start : Met le moteur en veille lorsque le véhicule s’arrête et le redémarre instantanément de façon transparente pour le conducteur.

★ À maîtriser

📌 Un véhicule Stop and Start est un micro-hybride et non un véhicule hybride, car son organe électrique ne participe pas à la propulsion.

Compléments

• Les gains de consommation annoncés pour le Stop and Start sont de 20 à 30 % dans les bouchons et de 6 à 10 % en agglomération.

• Les gains d’émissions de CO₂ annoncés sont de 5 à 8,5 g/km en essence et de 3,5 g/km en diesel.

• La deuxième génération du Stop and Start a été montée uniquement sur les Citroën C2 et C3 à moteur essence ET3 avec boîte de vitesses pilotée.

• En 2010, le Stop and Start de troisième génération a été monté sur les Citroën C5 (X7), C4 (B7) et C4 Picasso (B58) 5 et 7 places équipées du moteur DV6C.

• En 2013, le Stop and Start à alternateur a évolué pour équiper les moteurs DW10 et DV6 Euro 6.

📖 4. Voyants Eco, commandes conducteur et gestion énergétique de la batterie

★ À maîtriser

• Le voyant Eco informe le conducteur de l’état d’arrêt ou de redémarrage du moteur, de la non-disponibilité de la fonction et réduit les incompréhensions liées au Stop and Start.

• La batterie Stop and Start est conçue pour accepter davantage de cycles de charge et de décharge qu’une batterie classique, afin de supporter les arrêts et redémarrages répétés tout en conservant une durée de vie satisfaisante.

• Le boîtier d’état de charge batterie transmet au BSI, sur un réseau LIN, l’état de charge et sa précision en pourcentage, la tension, le courant instantané et la température interne calculée de la batterie.

📌 Lors du remplacement, la batterie neuve doit avoir les mêmes caractéristiques que celle d’origine, faute de quoi le Stop and Start peut présenter des dysfonctionnements.

Compléments

• Un voyant Eco fixe accompagné de la chute de l’aiguille du compte-tours à zéro indique que le moteur est en mode stop.

• L’extinction du voyant Eco indique que le moteur tourne, notamment après un redémarrage automatique en conduite normale, par exemple lors de l’engagement d’un rapport.

• Trois clignotements successifs du voyant Eco, à une fréquence d’un par seconde, indiquent un redémarrage automatique requis par le système ou des conditions interdisant le mode stop.

• La LED de la commande Eco Off allumée fixe indique que le Stop and Start est inhibé par le conducteur ou qu’un défaut affecte le système.

• À partir des informations de la batterie transmises par le BSI sur le réseau multiplexé, le calculateur contrôle moteur gère l’énergie afin de préserver la durée de vie et la capacité de démarrage, et peut inhiber le Stop and Start si nécessaire.

📖 5. Pédales et capteur de course

★ À maîtriser

📌 Sur les boîtes manuelles pilotées ou automatiques, l’information de pédale de frein appuyée contribue à autoriser la veille du moteur et son maintien; sur les boîtes mécaniques, elle ne conditionne pas la mise en mode stop ni son maintien.

📌 Sur une boîte mécanique, l’embrayage doit être actionné pour autoriser le mode stop; retirer le rapport sans débrayer ne provoque pas l’arrêt du moteur.

• Le capteur de course d’embrayage utilise deux capteurs à effet Hall face à un aimant surmoulé dans le piston de l’émetteur; le déplacement du champ magnétique modifie le signal exploité par le calculateur moteur.

Compléments

• Sur une boîte manuelle pilotée ou automatique, l’appui sur la pédale de frein permet de déclencher la mise en veille du moteur et son maintien.

• Moteur en mode stop, le redémarrage est autorisé lorsque la pédale d’embrayage dépasse le point PD1, situé hors de la zone de transmission de couple pour éviter le déplacement du véhicule sous l’action du démarreur.

• Moteur tournant, la pédale d’embrayage doit dépasser le point PA1 pour autoriser l’arrêt du moteur, ce qui permet au conducteur de garder le pied sur la pédale pendant un arrêt du véhicule sans provoquer l’arrêt du moteur.

• Le capteur de course d’embrayage possède trois voies : alimentation 5 V, signal électrique de sortie et masse.

📖 6. Capteur de dépression de freinage

★ À maîtriser

📌 En cas de défaillance ou de perte de dépression, le système Stop and Start est inhibé.

• Le capteur de dépression surveille en permanence la dépression du circuit de freinage et est un capteur piézoélectrique monté sur l’amplificateur de freinage.

📌 Le capteur de pression absolue mesure la pression absolue, tandis que le capteur de pression relative mesure la différence entre la pression dans l’amplificateur et la pression atmosphérique.

Compléments

• Le connecteur gris du capteur de dépression possède trois voies :

  • voie 1, alimentation 5 V
  • voie 2, signal électrique de sortie
  • voie 3, masse

• Pour déterminer la réserve de pression, le calculateur utilise son capteur de pression atmosphérique avec un capteur absolu, tandis qu’un capteur relatif fournit directement cette différence grâce à sa mise à l’air libre.

• Le capteur de pression relative permet d’augmenter le temps de disponibilité du Stop and Start en fonction de l’altitude.

📖 7. Capteur de position neutre

🔑 Notions clés & Définitions

• Capteur de position neutre : Le capteur de position neutre permet au calculateur de connaître l’emplacement du levier de vitesses ; le neutre est nécessaire pour autoriser la mise en mode stop du moteur.

★ À maîtriser

📌 Sur une boîte mécanique, le capteur de position neutre est ajouté sur la boîte, tandis que sur une boîte robotisée ou automatique, le calculateur de boîte transmet l’information au calculateur contrôle moteur par le réseau multiplexé.

Compléments

• Le capteur de position neutre varie selon les boîtes de vitesses, bien que l’information fournie soit la même.

• Sur boîte robotisée, le calculateur de boîte de vitesses transmet la position du levier au calculateur contrôle moteur.

• Le signal électrique de sortie du capteur est un signal $PWM$, également appelé rapport cyclique d’ouverture (RCO).

• Lorsque le doigt de passage décrit la grille des rapports, le signal PWM varie en fonction de la position de la cible et donc du doigt de passage.

📖 8. Conditions de fonctionnement Stop and Start

★ À maîtriser

📌 La mise en veille du moteur est interdite lorsque la température d’eau moteur est inférieure à 30 °C.

📌 Si la température extérieure est inférieure à −5 °C ou supérieure à 30 °C et qu’une demande de climatisation est effectuée, la mise en mode stop du moteur est interdite.

• Le passage en mode stop exige notamment : une température extérieure comprise entre −5 °C et 30 °C, une réserve d’assistance de freinage suffisante, une température de gasoil inférieure à 60 °C, un conducteur attaché, une porte conducteur fermée

• Le passage en mode stop exige aussi : le levier au neutre, la pédale d’embrayage relâchée sur boîte mécanique, la pédale de frein appuyée sur boîte automatique ou pilotée, une commande ECO OFF inactive

• Un redémarrage est déclenché notamment par : l’activation de ECO OFF ou de l’aide au stationnement semi-automatique, une vitesse supérieure au seuil prévu, une température d’habitacle non conforme, une réserve de freinage trop faible, l’enclenchement de la marche arrière sur boîte automatique ou pilotée

• Un redémarrage est aussi déclenché par :

  • l’enfoncement de la pédale d’embrayage
  • la détection d’un défaut
  • l’activation de la climatisation
  • le débouclage de la ceinture
  • l’ouverture de la porte conducteur
  • un état de charge de batterie insuffisant

Compléments

• Si l’écart entre la consigne de température de l’habitacle et sa température calculée est trop important pendant la mise en mode stop, le moteur peut redémarrer rapidement ; cet écart dépend aussi de la température extérieure.

📌 Le passage en mode stop exige l’absence de régulation ABS ou ESP et l’absence d’activation de l’aide au stationnement semi-automatique.

• Le passage en mode stop exige :
  • un redémarrage datant de plus de 2 secondes
  • l’absence de réserve de carburant
  • un état de charge de la batterie suffisant

📖 9. Gestion électronique et maintien de tension

🔑 Notions clés & Définitions

• Dispositif de maintien en tension : Les dispositifs de maintien en tension assurent les fonctions du véhicule pendant le mode stop ou lors des redémarrages en maintenant sous tension les éléments de bord.

★ À maîtriser

• Le calculateur contrôle moteur assure souvent la gestion de la fonction Stop and Start.

• Le calculateur contrôle moteur reçoit les informations : du BECB sur l’état de la batterie, du BSI sur la climatisation et les consommateurs, de l’ESP sur la position du véhicule et la vitesse, du dispositif de maintien en tension sur sa capacité, du capteur de maintien de vide, de la pédale d’embrayage, du capteur de position de boîte, de la commande d’inhibition Stop and Start

Compléments

• Le calculateur contrôle moteur commande : le dispositif de démarrage, par alternateur réversible ou démarreur renforcé, le dispositif de maintien en tension, l’alternateur piloté avec un démarreur renforcé

📌 Un dispositif de maintien en tension peut fournir de l’énergie supplémentaire grâce à des ultra-capacités ou transformer une tension continue variable en tension continue stable, la variation étant due à l’action du démarreur.

• Après le rebranchement de la batterie, le BECB réévalue l’état de charge (SOC), opération qui peut durer jusqu’à 4 heures et pendant laquelle le Stop and Start est inhibé.

📌 Après le remplacement d’un démarreur renforcé, l’outil de diagnostic doit réinitialiser son compteur d’usure, mais le compteur d’activation n’est pas entièrement remis à zéro pour une pièce en échange standard, qui n’est pas considérée comme neuve.

• Le Stop and Start avec démarreur renforcé ne fonctionne pas sur une pente de 11 % en montée ou de 9 % en descente.

• Le dispositif de maintien en tension réseau maintient la tension à 12 volts pendant le roulage, le stationnement, les redémarrages Stop and Start et les premiers démarrages.

📖 10. Alternateur réversible PSA

★ À maîtriser

• Les capteurs de position faisant face à la piste magnétisée synchronisent le pilotage de l’onduleur et des interrupteurs au démarrage et permettent le redressement en phase de charge.

📌 Contrairement aux alternateurs classiques composés de diodes de puissance, l’alternateur réversible comprend trois modules de puissance, chacun doté de quatre interrupteurs MOSFET.

Compléments

• La partie redressement, l’onduleur et la fonction calculateur sont intégrés dans l’alternateur réversible.

• Dans chaque module, deux interrupteurs servent au mode démarreur et deux au mode alternateur.

📌 En mode démarreur, les interrupteurs électroniques sont pilotés comme des interrupteurs de très forte puissance, tandis qu’en mode alternateur ils sont pilotés en mode diode comme dans un alternateur classique.

📖 11. UCAP et DMTC

🔑 Notions clés & Définitions

• UCAP : L’UCAP est une ultra-capacité qui stocke l’énergie utilisée pour aider la batterie d’origine lors du démarrage ou du redémarrage.
• DMTC : Le DMTC est le dispositif de maintien de tension centralisée qui contrôle et distribue l’énergie stockée par l’UCAP.

📝 Points essentiels

• L’UCAP et le DMTC sont implantés dans la doublure d’aile ou sous le phare, à la place de la chaudière additionnelle.

• Les deux boîtiers possèdent une pastille Gore-tex qui permet les échanges thermiques et hydrométriques entre l’intérieur et l’extérieur ; celle de l’UCAP sert aussi de clapet de décharge en cas de surpression.

📌 Lors d’un démarrage à une température inférieure à −5 °C, l’UCAP est mise en circuit pour aider la batterie à assurer le premier démarrage.

📖 12. Évolutions du STT troisième génération

★ À maîtriser

• L’évolution du volt control permet un pilotage plus fin de l’alternateur réversible, notamment pendant la charge de la batterie, ce qui réduit la consommation et les émissions de CO2.

📌 Le système s’inhibe par forte pluie, car le démarrage du moteur DW10F avec l’alternateur réversible impose une énergie très importante à la courroie.

Compléments

• La troisième génération phase 2 du STT concerne les moteurs DV6 F et DW10 F.

• L’évolution du réseau LIN améliore le pilotage et le diagnostic de l’alternateur réversible.

• La réduction du nombre de spires atténue l’ébranlement du moteur au démarrage.

📌 Le carter de protection de la courroie doit être remis en place afin d’éviter les projections d’eau et le patinage de la courroie.

💡 Astuce mémo

Forte pluie → inhibition du système pour protéger la courroie du patinage.

📊 Tableaux de synthèse

Capteurs de pression de freinage