Brevet FR2858849A1 — publié le 20050218

DESCRIPTION La présente invention concerne un encodeur multipôles magnétique, qui comprend au moins une piste magnétique avec une magnétisation en forme de bandes avec une polarité alternative et au moins une section de marquage pour définir un point de référence. Il est connu de mettre en oeuvre de tels encodeurs multipôles pour enregistrer la vitesse de rotation ou la position relative, de pièces mécaniques rotatives, par exemple, pour détecter la position relative actuelle de l'arbre à manivelle d'un moteur à combustion interne. Les signaux ainsi obtenus sont généralement repris pour le réglage du moteur, plus particulièrement pour générer des impulsions d'injection ou des impulsions d'allumage. De tels encodeurs multipôles comprennent généralement un corps de support essentiellement en forme d'anneau, composé par exemple d'un matériau métallique, qui est pourvu au moins au niveau du bord extérieur au moins d'une piste magnétique. Une magnétisation en bandes est appliquée dans la piste magnétique, magnétisation avec laquelle les pôles nord et sud s'alternent avec de petits écarts de division. La piste magnétique peut se composer, par exemple, d'un matériau thermoplastique chargé de ferrite magnétisé. Pour mesurer la position relative ou la vitesse de rotation d'un arbre, l'encodeur magnétique est généralement fixé à cet arbre. Il existe également des utilisations dans lesquelles l'encodeur est fixé à un carter qui tourne autour d'un arbre fixe. Lors de la rotation de l'arbre ou du carter, un champ magnétique changeant périodiquement en fonction des écarts de division du pôle magnétique se crée, champ magnétique qui peut être enregistré à l'aide d'un capteur magnétique. Le capteur, par exemple un capteur de Hall ou un capteur magnétorésistif, également appelé capteur MR ou capteur MRG (=MR Géant), transforme le champ magnétique changeant périodiquement en un signal électrique périodique qui, comme expliqué plus haut, peut être utilisé pour régler le moteur. On sait également que, pour enregistrer l'angle de rotation dans l'encodeur multipôles magnétique, un marquage doit être effectué pour déterminer au moins une position qui correspond à un point de référence, par exemple, le point mort supérieur (P.M.S.) d'un cylindre d'un moteur à combustion interne. Ce marquage est généralement effectué via un pôle magnétique qui est principalement plus large que l'autre pôle magnétique eu égard à la division de l'écart. L'inconvénient d'une telle disposition réside dans le fait qu'un tel pôle magnétique élargi influence fortement les champs magnétiques générés par les pôles voisins, plus particulièrement supprime ceux dans la zone limitrophe, ce qui a un effet négatif sur l'erreur de division individuelle. L'invention a pour but de développer un encodeur multipôles magnétique de l'art mentionné au début, de sorte que l'erreur de division individuelle générée par la section de marquage est réduite. Ce but est atteint selon l'invention, par un encodeur multipôles magnétique qui comprend au moins une piste magnétique avec une magnétisation en forme de bandes avec une polarisation alternative et au moins une section de marquage, pour définir un point de référence, encodeur caractérisé en ce que la section de marquage comprend une zone centrale qui n'est pas magnétisée ou ne l'est que très faiblement ainsi que deux bandes magnétisées avec la même polarisation qui sont contiguës aux deux côtés de la zone centrale. Les pôles magnétiques limitant des deux côtés la section de marquage ont ainsi à peu près la même largeur de bande que les bandes restantes du modèle de bande standard de l'encodeur. De faibles écarts des largeurs de bandes peuvent résulter de l'optimisation de la répartition du champ magnétique eu égard à des erreurs de division individuelle aussi petites que possible. Comme la largeur de bande des pôles placés au bord de la section de marquage correspond à peu près à celle des autres pôles et comme la zone centrale n'est pas magnétisée ou ne l'est que très faiblement, la force du champ magnétique des pôles placés sur le bord correspond également à celle des pôles voisins, de sorte qu'une suppression des champs magnétiques des pôles voisins de la section de marquage n'est pas possible. Les inconvénients issus de l'état de la technique sont éliminés avec la solution selon l'invention. Les pôles magnétiques limitant des deux côtés la section de marquage ont la même polarisation. Une "progression" de la magnétisation dans la zone non magnétisée est largement évitée en raison de la répulsion opposée des mêmes pôles magnétiques. Selon l'invention, la largeur des deux pôles magnétiques contigus aux deux côtés de la zone centrale de la section de marquage est optimisée pour réduire l'erreur de division individuelle. Un encodeur multipôles magnétique selon l'invention convient plus particulièrement pour mesurer la position relative, plus particulièrement dans le domaine automobile, par exemple pour mesurer la position relative d'un arbre à manivelle pour régler des impulsions d'allumage ou des impulsions d'injection du moteur. En principe, il peut cependant être placé partout où des processus doivent être enregistrés et/ou réglés à l'aide d'une piste magnétique avec une polarisation alternative, un point de référence devant au moins être défini. De plus, selon certaines utilisations, des dispositions linéaires d'une piste magnétique ou autres dispositions géométriques sont possibles. Il est évident que la réalisation selon l'invention de la section de marquage également pour les encodeurs multipôles magnétiques en forme d'anneau ne dépend pas du fait que ces encodeurs comportent une ou plusieurs pistes magnétiques ou que les pistes magnétiques sont disposées de façon axiale ou radiale au niveau du support annulaire. L'invention est expliquée ci-après plus en détail à l'aide des figures. Celles-ci illustrent: la figure 1 est une représentation schématique d'une vue de dessus d'un encodeur multipôles magnétique selon l'invention avec magnétisation en bandes; la figure 2 (figures 2a, 2b, et 2c) illustre l'allure schématique du signal dans différentes dispositions du capteur enregistrée dans un encodeur multipôles magnétique selon l'invention dans la section de marquage; la figure 3 illustre les signaux du capteur mesurés au niveau de l'encodeur multipôles magnétique selon l'invention de façon analogue aux courbes théoriques de la figure 2. On reconnaît sur la figure 1 un encodeur multipôles magnétique 1 annulaire avec une magnétisation en bandes avec une polarisation alternative, dans lequel la section de marquage 2 est conçue pour définir une position de référence pour mesurer la position relative, selon l'invention. La section de marquage 2 est limitée des deux côtés par deux pôles magnétiques en forme de bandes 3 et 4 de même polarisation, ici pôle nord. Entre les deux pôles magnétiques 3, 4 se trouve une zone centrale non magnétisée 5. La figure 2 représente l'allure schématique du signal du capteur dans la zone d'une section de marquage d'un encodeur multipôles magnétique réalisée selon l'invention, avec un capteur de Hall (b) et un capteur MR (c). Pour faciliter l'affectation de l'allure du signal pour disposer le pôle magnétique, la disposition du pôle d'un encodeur multipôles magnétique 1 selon l'invention est représenté schématiquement (a) dans la zone de la section de marquage 2. On distingue que le capteur de Hall, qui est généralement placé de sorte qu'il génère un signal lors de la traversée d'un élément de champ magnétique vertical, émet également des signaux S3 et S4 non désirés dans la zone de la section de marquage 2. Ceux-ci sont générés par les deux pôles 3 et 4 limitant la section de marquage. En revanche, le capteur MR, qui réagit à des composants horizontaux de champ magnétique, montre le comportement souhaité : Après traversée d'un maximum de signal SsN au niveau du côté gauche de la section de marquage 2 lors du passage du pôle sud au pôle nord 3 du côté gauche de la section de marquage 2, le signal diminue, atteint la ligne nulle lors de la traversée de la zone 2 centrale non magnétisée et continue à diminuer jusqu'à un autre maximum de signal (négatif) SNS lorsqu'il atteint le passage du pôle nord du côté droit de la section de marquage jusqu'au pôle sud contigu de la magnétisation en bandes standard. Il en résulte que, lors de l'utilisation d'un capteur MR, l'interruption du signal" souhaitée a lieu dans la zone de la section de marquage. Un comportement analogue est également obtenu avec un capteur de Hall, lorsque celui-ci entre dans une "orientation d'installation MR", c'est-àdire de sorte que le composant de champ magnétique tangentiel frappe verticalement celui-ci. Ces différents principes de mesure de différents types de capteurs magnétiques sont connus de l'homme du métier, de sorte qu'il lui est possible, sans rien d'autre, de mettre en oeuvre l'encodeur multipôles magnétique selon l'invention avec un capteur approprié. La figure 3 illustre les allures des courbes de mesure obtenues au niveau d'un prototype d'un encodeur multipôles conforme à l'invention et analogues par rapport aux allures des courbes de la figure 2. On reconnaît que l'allure des courbes de mesure correspond en principe aux allures des courbes théoriques de la figure 2. Comme il s'agit d'un prototype d'encodeur multipôles qui n'est pas encore optimisé, les courbes de mesure sont encore partiellement asymétriques ou montrent des "suroscillations". Cela se corrige facilement avec un encodeur optimisé. Comme le montre le signal MR numérisé sur la figure 3, ces irrégularités se compensent d'elles-mêmes par le relèvement du seuil de commutation du capteur. Le signal MR numérisé correspond déjà largement à l'allure du signal souhaité. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS 1. Encodeur multipôles magnétique, plus particulièrement pour mesurer la position relative d'un arbre à manivelle d'un véhicule, qui comprend au moins une piste magnétique avec une magnétisation en forme de bandes avec une polarisation alternative et au moins une section de marquage pour définir une position de référence, caractérisé en ce que la section de marquage (2) comprend une zone centrale (5) qui n'est pas magnétisée ou ne l'est que très faiblement ainsi que deux bandes magnétisées (3, 4) avec la même polarisation qui sont contiguës aux deux côtés de la zone centrale (5). 2. Encodeur multipôles magnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la largeur des deux pôles magnétiques (3, 4) contigus aux deux côtés de la zone centrale (5) de la section de marquage (2) est optimisée pour réduire l'erreur de division individuelle.