Brevet FR2724416A1 — publié le 19960315

DISPOSITIF DE COMMANDE D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE A ALLUMAGE COMMANDE La présente invention concerne un dispositif de commande d'un moteur à combustion interne à allumage commandé type multicylindre équipant notamment un véhicule automobile. La présente invention concerne plus particulièrement un dispositif de commande de l'injection et/ou de l'allumage d'un moteur à combustion interne. multicylindre comportant des moyens de repérage angulaire de pièces animées d'un mouvement de rotation aptes à fournir à un système électronique de contrôle un signal de repérage absolu et un signal de repérage incrémental permettant de suivre l'évolution du cycle moteur dans les cylindres du moteur. Il est bien connu de commander le fonctionnement d'un moteur à combustion interne iulticylindre à allumage commandé pour véhicule automobile grâce à un système électronique de contrôle qui détermine les périodes d'injection de carburant (déterminées par les instants de début et de fin d'injection) de chaque injecteur et/ou les instants d'allumage de chacune des bougies, en fonction des valeurs prises par un certain nombre de paramètres liés au fonctionnement du moteur et notamment à partir du suivi du déroulement du cycle moteur dans les cylindres du moiteur. Le repérage du déroulement du cycle moteur dans les cylindres du moteur est obtenu à partir de l'observation des déplacements de l'équipage mobile du moteur et notamment à partir du repérage angulaire de la rotation du vilebrequin. Ce repérage de la position angulaire nécessite, confere le brevet FR-77/36283, au rotins deux informations : l'une, appelée repérage incrémental, est constituée par une série de dents régulièrement espacées et matérialisant des angles élémentaires, l'autre, appelée repérage absolu, représente un repère unique par tour de vilebrequin servant d'origine au comptage de l'angle grace au premier repère, ce repère étant en général le passage à la position Point Mort Haut d'un cylindre donné de référence. On obtient classiquement ces deux informations à partir d'un disque (ou cible) solidaire du vilebrequin, comportant donc un certain nombre de dents régulièrement réparties à sa périphérie de façon à définir un repérage incrémental, une dent étant toutefois supprimée à l'endroit du repere absolu. Un seul capteur de position détectant le passage des dents et disposé en regard du disque, suffit alors à produire les deux informations recherchées. Un tel système a pour inconvénient de nécessiter un traitement électronique compliqué pour détecter le repere d'origine formé par la dent manquante et par ailleurs le signal incrémental présente une discontinuité. De plus, un tel dispositif de détection de la position angulaire du vilebrequin s'avère insuffisant pour suivre le déroulement précis du cycle pour un moteur à quatre temps, nécessaire pour piloter les motifs d'injection de plus en plus sophistiqués. En effet, pour un moteur à combustion interne à quatre temps, le vilebrequin exécute deux tours complets (ou 720 d'angle), avant qu'un piston donné se retrouve dans la méme position de fonctionnement dans le cycle moteur. I1 en résulte qu'à partir de la seule observation de la rotation de la cible portée par le vilebrequin, il n'est, a priori, pas possible de fournir une information sur chaque cylindre sans une indétermination de deux temps moteur dans le cycle (le repérage de la position Point Nort Haut recouvrant aussi bien la phase admission que la phase explosion). La détermination précise de la position de chaque cylindre dans le cycle ne pouvant etre déduite de la seule rotation du vilebrequin, la recherche d'une information complémentaire est donc nécessaire pour savoir si le cylindre est dans la premiere ou dans la seconde moitié du cycle moteur (phases admission puis compression durant le premier tour vilebrequin, phases explosion et détente lors du second tour). Afin d'obtenir une telle information complémentaire, on a développé des moyens complémentaires de repérage portés par un disque émetteur qui tourne deux fois moins vite que le vilebrequin. A cet effet, il est connu, notamment par le document FR-A-2.622.926, de disposer un tel disque émetteur sur-^l'arbre à cames ou sur l'arbre du répartiteur d'allumage qui est entrainé par l'intermédiaire d'un réducteur de rapport 1/2 à partir du vilebrequin. Selon l'art antérieur connu, le repérage de la position de chacun des différents cylindres dans le déroulement de leur cycle de fonctionnement est donc opéré à partir d'une première cible portée par le vilebrequin qui coopere avec un premier capteur pour fournir le repérage incrémental et le repérage absolu et une seconde cible portant un repere qui coopère avec un second capteur pour compléter le repérage absolu opéré par le premier capteur et lever l'indéterminée de 2 temps dans le cycle moteur. Le but de la présente invention est donc de proposer un dispositif de détection de la position angulaire de l'arbre cames qUi remédie aux inconvénients de l'art antérieur, notamment en ce qu'il permet de diminuer la complexité des moyens de traitaient électronique des signaux produits par les capteurs et de supprimer toute discontinuité du signal incrémental. Le dispositif de commande selon l'invention, de l'injection de carburant et/ou de l'allumage d'un moteur à combustion interne multicylindre destiné notanent à équiper un véhicule automobile, comprend un système électronique de contrôle du type comportant une unité centrale, des mémoires vives, des mémoires mortes, des convertisseurs analogiques-numériques et différentes interfaces d'entrées et de sorties, et des moyens de repérage angulaire comportant un premier capteur coopérant avec une première cible portée par le vilebrequin et un second capteur coopérant avec une seconde cible portée par un arbre à cames, ces moyens de repérage angulaire étant aptes à fournir au système électronique de contrôle un signal de repérage absolu et un signal de repérage incrémental permettant de suivre l'évolution du cycle moteur dans les cylindres du moteur. Selon l'invention, le dispositif de commande d'un moteur à combustion interne est caractérisé en ce que le signal de repérage absolu définissant un repère unique par tour de vilebrequin est produit par le second capteur associé à l'arbre à cames. Selon une autre caractéristique du dispositif de commande d'un moteur à combustion interne objet de l'invention, le signal de repérage incrémental est produit par le premier capteur, la première cible étant constituée par une couronne dentée fixée à une extrémité du vilebrequin, cette couronne comportant à sa périphérie un nombre prédéterminé de dents toutes identiques et régulièrement espacées. Selon une autre caractéristique du dispositif de commande d'un moteur à combustion interne objet de l'invention, la seconde cible est formée par un disque fixé à une extrémité de 1 'arbre à cames et présentant à sa périphérie radiale une unique dent couvrant un secteur angulaire de 180 d'angle, le signal de repérage absolu étant alors délivré par le second capteur à chaque passage de l'un des flancs de cette dent. On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description faite ciaprès d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, en se référant au dessin annexé, sur lesquels la figure 1 est une représentation schématique d'un moteur à combustion interne équipé d'un dispositif de commande selon l'invention la figure 2 est une vue dedétail de la figure 1 précisant les moyens de repérage angulaire utilisés par le dispositif de commande selon l'invention. Seules les parties du dispositif de commande d'admission nécessaires à la compréhension de l'invention ont été figurées. Par ailleurs, pour faciliter la lecture du dessin, les mêmes éléments portent les mêmes références d'une figure à l'autre. Conformément à la figure 1, on a représenté un moteur à combustion interne à quatre cylindres en ligne et à allumage commandé, référencé 1, qui est, de manière connue en soi, équipé d'un dispositif d'alimentation en carburant du type à injection multipoint & commande électronique où chaque cylindre est alimenté en carburant par un électro-injecteur 8 spécifique L'ouverture de chaque électro-injecteur 8 ainsi que l'alimentation en haute tension des bougies d'allumage 9 sont coflandéu par un système électronique de contrôle 7. Le système électronique de contrôle moteur 7 comprend classiquement un microprocesseur, des mémoires vives et mortes, des convertisseurs analogiques-numériques et différentes interfaces d'entrées et de sorties. Il reçoit différents signaux d'entrée relatifs au fonctionnement du moteur, il effectue des opérations et génère ensuite des signaux de sortie à destination notamment des injecteurs 8 et des bougies 9. Parmi les signaux d'entrée nécessaires au fonctionnement du système électronique de contrôle pour opérer la commande notamment des injecteurs 8, figurent ceux émis par un premier capteur de repérage angulaire 3 disposé en regard d'une première cible correspondante 2 portée à l'une des extrémités du vilebrequin et par un second capteur de repérage angulaire 5 disposé en regard d'une seconde cible 4 portée à l'une des extrémités d'un arbre à cames. Ces capteurs de repérage angulaire étant aptes à fournir au système électronique de contrôle moteur 7 des signaux de repérage absolu et de repérage incrémental permettant de suivre l'évolution du cycle moteur dans les cylindres du moteur 1. Conformément à la figure 2, les moyens de repérage angulaire vont être maintenant détaillés. La première cible est constituée par une couronne dentée 2 fixée à une extrémité du vilebrequin, cette couronne comportant à sa périphérie un nombre prédéterminé de dents 21 toutes identiques et régulièrement espacées. Devant cette cible 2 est donc disposé le premier capteur de position 3 qui est destiné à détecter le passage des dents 21 ; ce capteur peut autre de type optoélectronique, magnétique, ou encore à effet Hall. Le premier capteur 3 permet donc de fournir un signal incrémental sans aucune discontinuité permettant une analyse particulièrement précise de la vitesse instantanée du vilebrequin contrairement aux systèmes existants où la présence d'une dent manquante définissant un repère absolu engendre des perturbations difficilement corrigibles. La seconde cible est formée par un disque 4 fixé à une extrémité de l'arbre à cames. Ce disque 4 présente à sa périphérie radiale une unique dent 42 recouvrant un secteur angulaire de 1800 d'angle. Le second capteur 5 qui lui est associé est destiné à détecter le passage de la dent 42 ainsi que les instants de transition formés par les passages des flancs montant 41 et descendant 43 de la dent 42. La reconnaissance des fronts montant 41 et descendant 43 permet de définir un signal de repérage absolu correspondant par exemple au passage à la position Point Nort Haut d'un cylindre de référence, tandis que la reconnaissance de la dent 42 permet de fournir classiquement dans quelle partie du cycle se situe le cylindre de référence, information indispensable notamment pour opérer une injection phasée. Ainsi conformément à l'invention, le transfert au second capteur 5 associé à l'arbre à cames de l'émission du signal de repérage absolu permet d'améliorer la qualité du signal incrémental tout en simplifiant tant les moyens de traitement du signal associés au premier capteur 3 que la réalisation de la première cible, sans pour autant compliquer ni le fonctionnement de ce second capteur 5 ni la réalisation de la seconde cible 4. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. REVENDICATIONS [1] Dispositif de commande de l'injection de carburant et/ou de l'allumage d'un moteur à combustion interne multicylindre (1) destiné notamment à équiper un véhicule automobile, comprenant un système électronique de contrôle (7) du type comportant une unité centrale, des mémoire vives, des mémoires mortes, des convertisseurs analogiquesnumériques et différentes interfaces d'entrées et de sorties, et des moyens de repérage angulaire comportant un premier capteur (3) coopérant avec une première cible (2) portée par le vilebrequin et un second capteur (5) coopérant avec une seconde cible (4) portée par un arbre à cames, les moyens de repérage angulaire étant aptes à fournir audit système électronique de contrôle (7) un signal de repérage absolu et un signal de repérage incrémental permettant de suivre l'évolution du cycle moteur dans les cylindres du moteur (1), caractérisé en ce que le signal de repérage absolu définissant un repère unique par tour vilebrequin est produit par ledit second capteur (5). (2) Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal de repérage incréppental est produit par le premier capteur (3), la première cible étant constituée par une couronne dentée (2) fixée à une extrémité du vilebrequin, ladite couronne (2) comportant à sa périphérie un nombre prédéterminé de dents (21) toutes identiques et régulièrement espacées. (3] Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que la seconde cible est formée par un disque (4) fixé à une extrémité de l'arbre à cames et présentantà sa périphérie radiale une unique dent (42) couvrant un secteur angulaire de 1800 d'angle, le signal de repérage absolu étant alors délivré par le second capteur (5) à chaque passage de l'un des flancs (41,43) de ladite dent (42).