Brevet FR2551203A1 — publié le 19850301

"MOYENS A TRANSDUCTEURS POUR LA DETERMINATION DE LA POSITION D'UN MOTEUR" La présente invention concerne des moyens à transducteurs destinés à indiquer la position angulaire du vilebrequin d'un moteur. S'agissant du système d'injection de carburant dans un moteur à combustion interne comportant plusieurs cylindres, du type dans lequel le carburant est à injection directe dans les cylindres de moteur, il faut avoir l'as10 surance que le carburant est fourni aux cylindres au moment opportun, c'est-à-dire à un moment donné pendant les courses de compression des différents cylindres. L'injection du carburant se fait par changement d'état d'un ou plusieurs dispositifs électromagnétiques, qui sont 15 commandés par un système de commande électronique Ce système de commande nécessite de connaître la position du moteur, afin de pouvoir fournir le carburant au gicleur concerné au moment qu'il faut. On connaît des moyens à transducteurs dans lequel 20 un disque tourne à une vitesse égale à 50 % de celle du moteur sous l'action d'un arbre à came du moteur Il est connu de disposer sur ce disque un repère unique, et de détecter le passage de ce repère au moyen d'un transducteur, de telle sorte que ce transducteur émette un signal, 25 qui correspond à une position donnée du moteur, par exemple, lorsque le piston du cylindre numéro un du moteur se trouve au point mort bas avant la course de compression On peut disposer aussi un autre disque et un transducteur qui émettent un plus grand nombre de signaux à 30 des intervalles réguliers pendant la rotation du moteur et il est possible de déterminer la position du moteur avec la précision nécessaire Dans certains systèmes de transducteurs, le premier disque mentionné porte autant de repères qu'il y a de cylindres moteur, plus un repère 35 supplémentaire, ce repère supplémentaire étant placé près de l'un des autres repères et servant encore de repère d'identification Avec une telle disposition, il peut se faire que le repère, ou le repère supplémentaire, vienne juste -de passer devant le transducteur lorsque le moteur s'arrête Cela signifie que, avant que l'on puisse avoir de la position du moteur une indication positive, il fau5 dra faire tourner le moteur de presque deux tours Pendant cette période on doit empêcher que le moteur soit alimenté en carburant et la période de mise en route nécessaire avant que le moteur puisse démarrer est plus longue par conséquent, si on fait la comparaison avec un système 10 mécanique. L'objet de la présente invention est de fournir des moyens à transducteurs pour l'application indiquée, sous une forme simple et commode. Conformément à l'invention, des moyens à transduc15 teurs comprennent: un premier disque et un premier transducteur qui lui est associé, ce premier disque étant entraîné par le moteur, et comprenant une première série de moyens, en nombre égal au nombre de cylindres du moteur, le dis20 que et le premier transducteur produisant des signaux à intervalles réguliers pendant la rotation du moteur, et une seconde série de moyens, les moyens de la deuxième série étant disposés en alternance avec les moyens de la première série, les distances angulaires entre les moyens de la deuxième série et les moyens suivants de la première série n'étant pas constantes, un deuxième disque et un deuxième transducteur associé à un disque pour émettre des signaux à des intervalles angulaires égaux pendant la rotation du moteur, des moyens de traitement du signal, qui reçoivent les signaux et comparent le nombre de signaux produits par le deuxième transducteur dans les intervalles entre les signaux émis par le premier transducteur avec un registre de valeurs de référence mémorisé pour déterminer 35 la position du moteur. Plusieurs formes d'exécution de moyens à transducteurs sont décrites ciaprès, à titre d'exemples, en référence au dessin schématique annexé dans lequel: Figure 1 représente le profil de deux disques entrant dans la constitution d'une première forme d'exécution de moyens à transducteurs; Figure 2 est une vue détaillée du profil de l'un des disques précités; Figure 3 donne une vue du profil d'une variante de réalisation du disque de figure 2; Figure 4 représente un diagramme de pulsation des 10 signaux recueillis par un transducteur associé à l'un des disques, et Figure 5 est un schéma bloc des moyens de traitement du signal. Comme montré à la figure 1, les moyens à transducl 5 teur comprennent un disque à ailettes ( 10) et un disque ou roue denté ( 11) A ces disques sont associés un premier et un deuxième transducteur ( 12,13) Le disque ( 10) est entraîné par l'arbre à came du moteur et, par conséquent, s'agissant d'un moteur à quatre temps il tourne à la moitié de la vitesse du moteur Le disque ( 11) peut être entraîné soit par l'arbre à came, soit par le vilebrequin du moteur Dans le cas o il est entraîné par le vilebrequin du moteur, il comportera la moitié du nombre de dents ( 14) constituant sa surface périphérique. 25 Il est avantageux d'avoir pour transducteur ( 12) un commutateur à ailettes à effet Hall et, pour transducteur ( 13), une sonde à réluctance Le mouvement des ailettes entre les portions sensibles du transducteur ( 12) provoque l'émission de signaux de sortie correspondant 30 aux bords des ailettes et le mouvement des dents provoque l'émission, par le transducteur ( 13) de signaux de sortie correspondant aux lignes des centres des dents. Le disque ( 10) présente une première et une seconde série de moyens, chaque "moyen" étant constitué par le 35 bord d'une ailette; dans l'exemple considéré, il y a six ailettes, portant les références ( 11 à 16), le disque étant prévu pour être utilisé avec un moteur à six cylindres Chaque ailette a un bord avant ( 15), les bords avant définissant une première série de moyens Les bords avant des ailettes sont à des distances angulaires régulières de 60 dans le cas présent Par conséquent, en passant dans le transducteur, les bords avant ( 15) produiront une série de signaux à des intervalles réguliers. Les bords arrière ( 16) des ailettes forment une seconde série de moyens Il est à noter que l'espacement des bords avant et des bords arrière n'est pas régulier Il est 10 opportun d'évaluer l'espacement entre les bords avant et les bords arrière des ailettes sur la base du nombre d'impulsions produit par les dents ( 14) sur le disque ( 11) Dans l'exemple considéré, le disque ( 11) comporte dents, le disque ( 11) est entraîné par l'arbre à came 15 et les signaux émis par le transducteur ( 13) sont traités de telle sorte que les signaux ne sont produits que lorsque les lignes des centres des dents passent devant le transducteur Par conséquent, dans une seule révolution du disque ( 11), 120 signaux seront émis, et 60 sera re20 présenté par 20 signaux. Si l'on considère maintenant la figure 2, entre les bords avant ( 15) des ailettes du disque ( 10), on aura un total de 20 signaux produits par le transducteur ( 13) Toutefois, les ailettes ont des longueurs inégales 25 et, entre les signaux émis à des intervalles de 60 , il y aura une série supplémentaire de signaux émis à des intervalles qui varient conformément à la longueur circonférentielle de chaque ailette Partant du côté gauche de la figure 2, la première ailette ( 1) a une longueur 30 circonférentielle correspondant à 5 signaux émis par le disque ( 11) et l'intervalle entre le bord arrière ( 16) de l'ailette et le bord avant de l'ailette suivante ( 2) est tel que le disque ( 11) produira 15 signaux L'ailette ( 2) présente une longueur circonférentielle telle que 35 11 signaux sont émis par le disque ( 11) avant que son bord arrière passe devant le transducteur et ainsi de suite On remarquera que la physionomie des signaux pro- duits par les bords arrière des ailettes adjacentes est plus particulière pour chaque ailette et de ce fait, il est possible, en comparant les signaux avec une physionomie de référence mise en mémoire, de déterminer la posi5 tion du vilebrequin du moteur après qu'il a tourné de Cela n'est valable que si l'on est certain que le vilebrequin tourne dans le bon sens Il faut donc vérifier que le vilebrequin tourne dans le bon sens; pour ce faire, on doit laisser le vilebrequin tourner d'au 10 moins 60 dans l'exemple considéré Dans cet exemple, le passage entre haut et bas lorsque le disque ( 10) et le moteur tournent dans le bon sens se fait tous les 60 et il est provoqué par les bords avant ( 15) des ailettes. Si le disque et le moteur tournent en sens contraire, 15 les passages cidessus entre haut et bas seront provoqués par les bords arrière des ailettes et ils seront séparés d'un angle différent de 60 , quelquefois plus, quelquefois moins: Il est donc possible de se rendre compte que le moteur tourne dans le mauvais sens. Dans la variante représentée à la figure 3, les ailettes du disque ( 10) sont remplacées par des dents ( 17), des dents étant positionnées pour correspondre au bord avant et au bord arrière de chacune des ailettes. Le signal émis par le transducteur ( 12) se produit 25 lors du passage de la partie centrale de chaque dent. La figure 4 représente la forme d'onde produite dans chaque cas par les transducteurs ( 12). Les signaux émis par les transducteurs ( 12) et ( 13) peuvent être traités dans un microprocesseur qui contient 30 des informations mémorisées concernant la séquence des impulsions qui a lieu lorsque le vilebrequin tourne dans le bon sens En variante, peut être utilisé un circuit logique qui contient des comparateurs binaires pourvus d'entrées, qui représentent la physionomie des impulsions 35 pour chacun des cylindres du moteur. La figure 5 donne un exemple de circuit logique approprié: un compteur ( 18) reçoit les sorties des trans- ducteurs ( 12,13) au moyen d'une porte ET( 19) La valeur décomptée dans le compteur avant qu'il soit remis à zéro représente le nombre de dents ( 14) passant devant le transducteur ( 13) au cours du passage d'une ailette devant le transducteur ( 12) La valeur du compteur est mémorisée dans une mémoire ( 20) et elle est communiquée à plusieurs comparateurs binaires ( 21), dont le nombre est égal au nombre des cylindres du moteur, la figure 5 ne montrant que trois comparateurs Chacun des comparateurs ( 21) reçoit la valeur de compteur mémorisée dans la mémoire ( 20) et également, au moyen d'un terminal d'entrée ( 22), la valeur de compteur correspondant à un cylindre de moteur déterminé Lorsque le moteur tourne dans le bon sens, on verra apparaître, sur les terminaux de sortie ( 23) 15 des comparateurs, des signaux de repérage, ces signaux apparaissant dans la séquence correcte. Dans le but de déterminer si le moteur tourne dans le bon sens, la sortie du transducteur ( 13) est reliée à un compteur supplémentaire ( 24), dont l'entrée de remise 20 à zéro est branchée sur un circuit monostable ( 25), commandé par les bords avant du signal pulsé émis par le transducteur ( 12) Par conséquent, le compteur compte le nombre d'impulsions générées par le transducteur ( 13) entre les bords avant du signal pulsé donné par le trans25 ducteur ( 12) Si le moteur tourne dans le bon sens, cette valeur sera constante et, dans l'exemple qui nous occupe, elle sera égale à vingt Si toutefois, le moteur tourne dans le sens opposé, le compteur comptera le nombre d'impulsions émises par le transducteur ( 13) dans les inter30 valles des passages des bords arrières ( 16) des ailettes et cette valeur ne sera jamais égale à vingt La valeur de comptage du compteur ( 24) est mémorisée dans une mémoire ( 26) et elle est fournie à un comparateur binaire unique ( 27) auquel, au moyen d'un terminal d'entrée ( 28), 35 est fournie la valeur vingt Si la valeur finale du compteur ( 24) est différente de vingt, le comparateur ( 27) le détecte et il apparait un signal de sortie sur le ter- minai de sortie ( 29), indiquant qu'il y a rotation du moteur en sens inverse. REVENDICATIONS 1 Moyens à transducteurs destinés à fournir une indication de la position angulaire du vilebrequin d'un moteur, caractérisés en ce qu'ils comprennent: un premier disque ( 10) et un premier transducteur ( 12) qui lui est associé, ce premier disque ( 10) étant entraîné par le moteur,et comprenant une première série de moyens ( 15) en nombre égal au nombre de cylindres du moteur, le disque ( 10) et le premier transducteur ( 12) 10 produisant des signaux à intervalles réguliers pendant la rotation du moteur, et une seconde série de moyens ( 16), les moyens ( 16) de la deuxième série étant disposés en alternance avec les moyens ( 15) de la première série, les distances angulaires entre les moyens de la deuxième série 15 et les moyens suivants de la première série n'étant pas constantes, un deuxième disque ( 11) et un deuxième transducteur ( 13) associé à ce disque pour émettre des signaux à des intervalles angulaires égaux pendant la rotation 20 du moteur et, des moyens de traitement du signal, qui reçoivent les signaux et comparent le nombre de signaux produits par le deuxième transducteur dans les intervalles entre les signaux émis par le premier transducteur avec un re25 gistre de valeurs de référence mémorisé pour déterminer la position du moteur. 2 Moyens à transducteurs selon la revendication 1, caractérisés en ce que le premier disque ( 10) comporte plusieurs ailettes ( 1, 6) en nombre égal à celui des cy30 lindres du moteur, la première série de moyens étant constituée par les bords avant ( 15) des ailettes, et la deuxième série de moyens étant constituée par les bords arrière ( 16) desdites ailettes. 3 Moyens à transducteurs selon la revendication 1, caractérisés en ce que le premier disque ( 10) est muni d'une première série de dents ( 17) définissant la première série de moyens, et une deuxième série de dents ( 17) défi- nissant la seconde série de moyens. 4 Moyens à transducteurs selon la revendication 1, caractérisés en ce que les moyens ( 24, 29) de traitement du signal comprennent des moyens réagissant aux signaux produits par les transducteurs pour la détection de la rotation du moteur en sens opposé au sens normal.