Brevet FR2770874A1 — publié le 19990514

La présente invention concerne un procédé pour adapter les tolérances de montage d'une roue phonique reliée à un premier arbre et un procédé pour commander le dosage en carburant d'un moteur à combustion interne, selon lequel, en régime normal, on détermine les paramètres nécessaires à la commande du moteur à combustion interne, en particulier la vitesse de rotation et la position du vilebrequin au moyen d'un système roue phonique-capteur et en cas de défaillance ou de panne du système roue phonique-capteur on détermine les paramètres au moyen d'un système roue phonique-capteur relié à l'arbre de pompe ou l'arbre à cames. Il est connu de saisir une position déterminée d'un arbre par exemple du vilebrequin ou de l'arbre à cames d'un moteur à combustion interne par une roue phonique dont la périphérie comporte des marques; cette roue est fixée à l'arbre et les marques sont détectées par un capteur fixe. Les marques qui défilent devant le capteur par exemple un capteur inductif, y induisent des impulsions de tension trai- tées dans un circuit d'exploitation en aval ou dans un appa- reil de commande en aval. On calcule la vitesse de rotation de l'arbre à partir des intervalles de temps entre les impul- sions de tension. D'après le document EP 01 884 33, par exemple, on connaît un dispositif déterminant de cette manière la vitesse de rotation et la position angulaire de l'arbre. Dans de tels systèmes, il est courant de caracté- riser le point mort haut (PMH) d'au moins un cylindre au moyen d'une marque sur la roue phonique. En ce sens, on peut supprimer ou relever une dent de la roue. De tels dispositifs présentent l'inconvénient que pour obtenir une commande du moteur suffisamment précise, le montage de la roue phonique sur l'arbre correspondant doit se faire de manière très exacte. Si par exemple l'instant auquel on détermine la marque pour le point mort haut dévie de l'apparition effective du point mort haut, alors on obtient une commande imprécise du moteur à combustion interne. Une telle déviation peut entre autre avoir pour conséquence une augmentation de l'émission des gaz d'échappement. Pour obtenir une commande la plus précise possi- ble du moteur, il est usuel de relier une roue phonique avec un grand nombre de dents (en particulier > 50) au vilebrequin du véhicule et d'en déduire les paramètres nécessaires pour le moteur. En particulier dans les systèmes Nkw, il est de plus nécessaire pour des raisons de sécurité, de pouvoir dé- placer le véhicule même en cas de disparition des informa- tions sur la vitesse de rotation par la roue phonique du vilebrequin. De manière usuelle, pour un tel fonctionnement de secours, la vitesse de rotation se détermine à l'aide d'une roue phonique montée sur un autre arbre du véhicule, en particulier l'arbre à cames. Dans ce cas également, la roue phonique de l'arbre à cames a une position de montage définie par rapport au premier cylindre du moteur à combustion in- terne. Une telle roue phonique d'arbre à cames est en général beaucoup plus petite qu'une roue phonique de vilebrequin et en général amenée, dans le système d'injection à rampe com- mune pour un moteur Diesel, elle se trouve dans la pompe a haute pression. Les roues phoniques d'arbres à cames ne sont précises que si on met en oeuvre des moyens disproportionnés ou avec des tolérances de montage ou de finition particuliè- rement sévère, ce qui conduit, lors de la commande du moteur au moyen d'impulsions de commande délivrées par la roue pho- nique de l'arbre à cames, à des imprécisions dans la commande du moteur, et pour les moteurs Diesel en particulier, à des injections imprécises en fonctionnement de secours. Les tolé- rances résultant du montage de la roue phonique de l'arbre à cames se trouvent ainsi, lors de l'utilisation de secours ou du mode de fonctionnement redondant, directement dans le dé- but de la phase de dosage du carburant. D'après le document DE-43 39 957.6 on connaît un procédé pour calibrer un dispositif de commande d'un moteur dans lequel on détermine la divergence entre la position d'une impulsion de référence et une position préférentielle d'un premier arbre; on décale un second arbre par rapport au premier jusqu'à ce que les impulsions d'une roue d'impulsions disposée sur le second arbre apparaissent symétriques à la position préférentielle. Le décalage du second arbre corres- pond à la divergence originelle entre la position de l'impulsion de référence et la position préférentielle et il peut être mémorisé en tant que valeur de correction. Ce pro- cédé est très coûteux, ce qui augmente significativement les coûts d'ensemble du moteur. Le but de la présente invention est de développer un procédé simple à mettre en oeuvre pour adapter les tolé- rances d'une roue phonique pour commander un moteur à combus- tion interne, en autorisant de plus grandes tolérances de montage de la roue phonique sans conduire à une altération de la commande du moteur. Ce problème est résolu selon l'invention en ce que le procédé est caractérisé par les étapes suivantes: - détermination de la différence réelle entre une position angulaire d'au moins un marquage de la roue phonique et une position angulaire d'au moins un marquage d'une roue phoni- que de référence reliée à un second arbre, - comparaison de la différence réelle de la position angu- laire avec une différence de consigne, et - - mémorisation de la déviation entre la différence réelle et la différence de consigne en tant qu'erreur de montage de la roue phonique. Le problème est également résolu par un procédé caractérisé en ce que pendant le régime normal, on détermine une erreur de montage de la roue phonique du système roue phonique-capteur relie avec l'arbre de pompe ou l'arbre à ca- mes au moyen du procédé. Le procédé selon l'invention présente l'avantage de permettre un montage beaucoup plus économique du moteur à combustion interne car on remplace un montage mécanique exact par un procédé de compensation reposant sur la détermination de l'erreur de montage de la roue phonique. Selon l'invention, il est maintenant possible de manière simple de déterminer l'erreur de montage d'une roue phonique en fonction d'une position angulaire définie d'une roue phonique de référence et de la mémoriser pour l'utiliser éventuellement. L'invention permet également une précision de commande suffisante du moteur, même lors d'une disparition des informations délivrées par la roue phonique de référence qui a lieu en fonctionnement sans défaillance, c'est-à-dire en fonctionnement normal. Pour cela, le moteur doit tourner au moins une fois avec les deux roues phoniques de sorte qu'on peut établir et mémoriser une corrélation de leur posi-5 tion de montage. De manière significative, la roue phonique est reliée à l'arbre de pompe ou l'arbre à cames et la roue pho- nique de référence est reliée au vilebrequin du moteur. La roue phonique du vilebrequin est utilisée en fonctionnement normal, pour la commande du moteur; elle pré- sente nécessairement de très petites tolérances pour sa posi- tion de montage, par exemple relativement au premier cylindre du moteur. Les roues phoniques du vilebrequin, typiques pré- sentent un grand nombre de dents pour permettre une commande isogonale du moteur. Selon l'invention, on utilise une telle roue de vilebrequin comme référence pour la position de montage de la roue phonique de l'arbre à cames. Lors d'une disparition des informations de la roue phonique de l'arbre à cames, on peut,20 de manière simple, en conservant la précision nécessaire, commuter sur la roue phonique de l'arbre à cames. De manière avantageuse, le marquage utilisé pour déterminer la position angulaire de la roue phonique est une dent de synchronisation pour synchroniser le premier et le second arbre. Une telle dent de synchronisation peut être en un matériau différent de celui des autres dents ou présenter une position angulaire mise en avant pour permettre de déter- miner de manière particulièrement simple l'impulsion générée par cette dent de synchronisation. Selon une réalisation avantageuse, la roue phoni- que se trouve à l'intérieur d'une pompe à carburant, en par- ticulier une pompe à carburant d'un système d'injection à rampe commune pour moteur Diesel. De telles roues phoniques doivent être réalisées très petites et elles ne peuvent donc présenter que peu de dents de sorte que normalement on doit prendre en compte de grandes tolérances lors de la fabrica- tion ou du montage. Ces tolérances peuvent être prises en compte de manière particulièrement simple selon l'invention. Il est particulièrement avantageux que le nombre des marquages de la roue phonique de référence soit plus grand que celui de la roue phonique. Ainsi, on peut utiliser un montage de la roue phonique, à faible tolérance, de ma- nière simple, pour calculer l'erreur de montage de la roue phonique. Le procédé selon l'invention sera décrit plus en détail à l'aide de l'exemple d'un moteur Diesel représenté aux figures. Ainsi: - la figure 1 montre une représentation schématique d'une installation pour commander un moteur Diesel, - la figure 2 montre une roue phonique typique reliée avec un arbre à cames, - la figure 3 montre une roue phonique typique reliée à un vilebrequin. La référence 100 désigne un moteur Diesel. Une roue phonique 110 est disposée sur un arbre à vilebrequin non représenté du moteur. Cette roue phonique 110 est détectée par un capteur ou récepteur inductif. Le capteur inductif 120 alimente en signaux, un appareil de commande 130, en particu- lier un appareil de commande EDC. Le carburant est distribué dosé au moteur à com- bustion interne 100 par une pompe à carburant 140. La pompe à carburant 140 est entraînée par un arbre à cames ou un arbre d'entraînement de pompe 170 portant une roue phonique 150. Les marquages ou les dents de la roue phonique 150 sont dé- tectés par un capteur 160. Le capteur 160 alimente l'appareil de commande EDC avec un signal correspondant. Les figures 2 et 3 montrent des roues phoniques typiques. La figure 2 montre une roue phonique 150 montée sur un arbre à cames. Cette roue est réalisée avec six dents 151 ayant chaque fois un intervalle de 600. La roue phonique 150 présente une dent supplémentaire qui définit un marquage, servant à la synchronisation dont la fonction sera décrite plus en détail ci-après. La roue phonique 110, reliée au vilebrequin, pré- sente des évidements à intervalles réguliers à la place de dents. Ces évidements servent de marquage 111. Au total 58 évidements sont répartis sur toute la roue phonique. Le sec- teur angulaire 112 sur lequel ne se trouve aucun évidement sert de marquage de référence pour définir par exemple le point mort haut (PMH) du vilebrequin, ce qui sera décrit plus en détail par la suite. Il est naturellement possible d'utiliser également l'un quelconque des marquages 111 comme marquage de référence. L'arbre d'entraînement de pompe est entraîné par l'arbre à cames 170 du moteur ou bien l'arbre à cames 170 sert d'arbre d'entraînement de la pompe. L'arbre à cames 170 et le vilebrequin, non représentés, sont reliés entre eux par un moyen d'entraînement, en particulier une courroie dentée ou une chaîne. L'arbre d'entraînement de la pompe est par exemple décalé par rapport à l'arbre à cames 170 par une com- mande d'avance à l'injection 190. L'appareil de commande EDC 130 alimente en si- gnaux de commande la pompe à carburant 140 et la commande d'avance à l'injection 190 en fonction des signaux de diffé- rents capteurs qui déterminent différentes caractéristiques de fonctionnement. Le dispositif fonctionne essentiellement comme suit: L'appareil de commande EDC 130 calcule une valeur pour la quantité de carburant injectée et le début du proces- sus d'injection en fonction de différents signaux de cap- teurs. Sur la base de cette valeur, l'appareil de commande détermine des impulsions de commande pour la commande d'avance à l'injection 190 qui établit le début de l'injection. Ensuite, l'appareil de commande 130 donne des impulsions de commande pour commander un régulateur pour ré- gler un organe de réglage déterminant la quantité à la pompe d'injection 140. En régime d'utilisation normal, le capteur palpe les marquages 111 de la roue phonique 110. A partir de cette information, l'appareil de commande 130 déduit la position du vilebrequin ainsi que la vitesse de rotation. On utilise une information délivrée par la roue phonique 150 de l'arbre à cames en régime d'utilisation normal, en utilisant la dent de synchronisation 152 pour synchroniser l'arbre à cames 170 avec le vilebrequin ou pour attribuer un cylindre dans le cadre de tests de plausibilité. Il est également question d'une position préfé- rentielle pour le point mort haut (PMH) du vilebrequin. Pour obtenir un dosage optimal du carburant, le début de l'injection doit se faire en fonction du point mort haut du vilebrequin. L'impulsion obtenue à partir de ce marquage est généralement désignée comme impulsion de référence. Dans l'exemple de réalisation représenté, comme expliqué précédem- ment, le secteur 112 sert à cette fonction. Dans la présente invention, on part du principe que la roue phonique 110, montée sur le vilebrequin, n'a pas de tolérance ou seulement de petites tolérances de montage ou de fabrication de sorte qu'il n'y pas de déviation importante entre l'instant de l'impulsion de référence et l'apparition effective du point mort haut du vilebrequin. Lors d'une disparition des informations délivrées par le système roue phonique-capteur 110, 120, par exemple dans le cas de lignes défectueuses vers l'appareil de com- mande 130, on doit commuter sur le système roue phonique, capteur 150, 160 monté sur l'arbre à cames. Les tolérances de montage de la roue phonique 150 reliée à l'arbre à cames sont prises en compte pour réaliser une commande précise du mo- teur, notamment un décalage supplémentaire du début de l'injection. Pour déterminer l'erreur de montage de la roue phonique 150, lors d'une utilisation normale dans laquelle on dispose des informations fournies par les deux roues phoni- ques 110, 150, on détermine l'angle de la dent de synchroni- sation 152 de la roue phonique 150 relativement à la position angulaire du vilebrequin, par exemple par comparaison entre la position angulaire de la dent de synchronisation 152 et le secteur angulaire 112. Cet angle est comparé en tant qu'angle réel avec un angle de consigne prédéterminé qui représente un montage sans tolérance de l'arbre à cames par rapport au vi- lebrequin. La différence entre l'angle réel et l'angle de consigne est alors emmagasiné dans une mémoire non volatile comme erreur de montage de l'arbre à cames. L'angle réel d'une marque de référence, en particulier de la dent de syn- chronisation 152 de la roue phonique 150, est alors comparé avec l'angle de consigne de la marque de référence en fonc- tion de l'information d'angle de la roue phonique de réfé- rence. Lors de la disparition de l'information du vilebrequin, par exemple par coupure de câble, on commute sur le système roue phonique- capteur 150, 160 ou par exemple lors du dosage du carburant ou du début de l'injection on peut prendre en compte l'erreur de montage mémorisée. Lors du cal- cul du début de l'injection on utilise la position mesurée de la marque de référence, l'erreur de décalage calculée ainsi que la position angulaire calculée. La détermination de l'erreur de montage ainsi dé- crites ne doit en principe être faite qu'une seule fois par exemple à la fin de la fabrication du moteur à combustion in- terne. Il est toutefois également possible de réaliser cette détermination à intervalles réguliers pour prendre en compte les tolérances de vieillissement de l'arbre à cames ou du vi- lebrequin. Le procédé peut par exemple être établi par l'appareil de commande EDC 130 ou un dispositif externe dans le cas d'une réparation ou de la maintenance du véhicule. Il est également possible d'imaginer que le calcul des toléran- ces de montage soit fait à nouveau à chaque démarrage du mo- teur. Il est à remarquer que la synchronisation angulaire ici décrite doit se faire fréquemment en pratique, car autrement les modifications de la vitesse de rotation peuvent induire des erreurs d'angles. R E V E N D I C A T I ON S 1 ) Procédé pour adapter les tolérances de montage d'une roue phonique (150) reliée à un premier arbre (170), caractérisé par les étapes suivantes: - détermination de la différence réelle entre une position angulaire d'au moins un marquage (152) de la roue phonique (150) et une position angulaire d'au moins un marquage (111, 112) d'une roue phonique de référence (110) reliée à un second arbre, - comparaison de la différence réelle de la position angu- laire avec une différence de consigne, et - mémorisation de la déviation entre la différence réelle et la différence de consigne en tant qu'erreur de montage de la roue phonique (150). 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la roue phonique est reliée à un arbre de pompe ou un arbre à cames (150) et la roue phonique de référence (110) est reliée au vilebrequin d'un moteur à combustion interne. 3 ) Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le marquage de la roue phonique (150) est une dent de syn- chronisation (152) pour la synchronisation du premier et du second arbre. 4 ) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la roue phonique (150) est disposée à l'intérieur d'une pompe à carburant (140), en particulier une pompe à carburant d'un système à injection à rampe commune pour des moteurs Diesel (100). 5 ) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le nombre des marquages de la roue phonique de référence (110) est plus grand que celui des marquages de la roue pho- nique (150). 6 ) Procédé pour commander le dosage en carburant d'un moteur à combustion interne, selon lequel, en régime normal, on dé- termine les paramètres nécessaires à la commande du moteur à combustion interne, en particulier la vitesse de rotation et la position du vilebrequin au moyen d'un système roue phoni- que-capteur (110, 120) et en cas de défaillance ou de panne du système roue phonique-capteur (110, 120) on détermine les paramètres au moyen d'un système roue phonique-capteur (150, ) relié à l'arbre de pompe ou l'arbre à cames, caractérisé en ce que pendant le régime normal, on détermine une erreur de montage de la roue phonique (150) du système roue phonique-capteur (150, 160) relie avec l'arbre de pompe ou l'arbre à cames (170) au moyen du procédé selon l'une des revendications 1 à 5.