Brevet FR2876738A1 — publié le 20060421

L'invention vise à déterminer le phasage d'un moteur à combustion interne comprenant un vilebrequin et un arbre à cames. Plus précisément, l'invention a pour but de réaliser cette détermination de manière fiable et dans un délai réduit, lors d'une séquence de démarrage. Le phasage moteur doit être compris comme la détermination de la position physique des cylindres du moteur ainsi que leur positionnement dans le cycle du moteur (admission, compression...). Ce phasage est communément réalisé en rapport avec le vilebrequin ou l'arbre à cames dont les positions sont liées à celles des cylindres. L'invention est tout particulièrement destinée aux véhicules munis d'un tel moteur 10 et sera décrite plus précisément en relation avec cette application. Lorsque le moteur est arrêté, la position du moteur et plus précisément du vilebrequin n'est généralement pas connue, du moins avec précision, de sorte qu'il est nécessaire, lors de la phase de démarrage du moteur, de procéder d'abord à la recherche du phasage du moteur, avant de procéder à l'injection de carburant ou du moins à l'allumage. Le but de l'invention est de réduire la durée de cette opération de phasage. Pour ce faire, conformément à l'invention, on réalise les étapes suivantes: on utilise un premier capteur comprenant une partie fixe et une cible liée au vilebrequin, ladite cible comportant une pluralité de repères régulièrement répartis et la 20 partie fixe détectant ces repères, on utilise un deuxième capteur comprenant une partie fixe et une cible liée à l'arbre à cames, ladite cible présentant une section transversale sensiblement circulaire et comportant: É une pluralité de dents s'étendant sur des secteurs angulaires 25 d'amplitudes différentes, É une pluralité de creux s'étendant sur des secteurs angulaires d'amplitudes différentes, et É une pluralité de fronts séparant les dents et les creux, la partie fixe détectant les dents, les creux et les fronts de la cible, on commande la rotation du moteur à partir d'une position de départ, on détecte les repères de la cible du premier capteur, on compte les repères de la cible du premier capteur détectés, on détecte les fronts de la cible du deuxième capteur, on en déduit le phasage du moteur. Ainsi, on détermine aisément et précisément l'amplitude de rotation du vilebrequin par rapport à la détection des fronts de la cible du deuxième capteur. La détermination du phasage est donc simple, rapide et fiable. Pour déterminer rapidement le phasage moteur, conformément à l'invention, la 5 cible du deuxième capteur comprend au moins trois dents et trois creux. Pour réduire encore le temps nécessaire à la détermination du phasage, sans augmenter le nombre de repères de la cible du premier capteur, conformément à l'invention, on mesure la longueur des dents et des creux de la cible du deuxième capteur en fractions non entières de repères de la cible du premier capteur. Selon une caractéristique conforme à l'invention, on compte le nombre de repères de la cible du premier capteur détectés entre la détection de deux fronts successifs de la cible du deuxième capteur, et on effectue une correspondance entre le nombre de repères comptés entre deux fronts successifs et le phasage moteur. Les différentes dents et les différents creux de la cible du deuxième capteur ayant des amplitudes angulaires différentes, la détermination de l'amplitude d'une dent ou d'un creux permet d'identifier la dent ou le creux et par conséquent de faire correspondre à chaque amplitude mesurée une position du moteur. Selon une caractéristique conforme à l'invention, on réalise les opérations suivantes: on munit la cible du premier capteur d'un index de référence détectable par la partie fixe, on compte le nombre de repères de la cible du premier capteur détectés à partir de la position de départ, si on détecte l'index de référence de la cible du premier capteur avant de détecter un front de la cible du deuxième capteur, on compare le nombre de repères de la cible du premier capteur comptés à partir de la position de départ jusqu'à la détection de l'index de référence à un seuil de référence et s'il est inférieur audit seuil de référence, on en déduit le phasage moteur. La détection de l'index de référence donne une incertitude entre deux phasages moteur possibles. Lorsque l'on peut exclure celui des deux pour lequel on aurait détecté un front de la cible du premier capteur avant de détecter l'index de référence de la cible du premier capteur, on obtient un seul phasage possible. Selon une autre caractéristique conforme à l'invention, on réalise les opérations suivantes: on munit la cible du premier capteur d'un index de référence détectable par la partie fixe, on compte le nombre de repères de la cible du premier capteur détectés à partir de la détection de chaque front de la cible du deuxième capteur, si on détecte l'index de référence de la cible du premier capteur avant de détecter le front suivant de la cible du deuxième capteur, on effectue une correspondance entre le nombre de repères comptés à partir de la détection du front de la cible du deuxième capteur jusqu'à la détection de l'index de référence de la cible du premier capteur et le phasage moteur. En prévoyant, un nombre différent de repères de la cible du premier capteur séparant la détection de l'index de référence de la cible du premier capteur et la détection préalable d'un front de la cible du deuxième capteur, pour les deux phasages correspondant à la détection de l'index de référence, on détermine alors sans ambiguïté le phasage moteur. Selon une autre caractéristique conforme à l'invention, on réalise les opérations suivantes: on munit la cible du premier capteur d'un index de référence détectable par la partie fixe, - on détecte l'index de référence de la cible du premier capteur, on compte le nombre de repères de la cible du premier capteur détectés à partir de l'index de référence de la cible du premier capteur jusqu'à la détection d'un front 20 de la cible du deuxième capteur, on effectue une correspondance entre le nombre de repères comptés à partir de l'index de référence de la cible du premier capteur jusqu'à la détection d'un front de la cible du deuxième capteur et le phasage moteur. De même, à chaque nombre de repères comptés correspond un phasage moteur, de sorte que l'on détermine ainsi le phasage moteur de manière fiable. Selon encore une autre caractéristique conforme à l'invention, on réalise les opérations suivantes: on compte le nombre de repères de la cible du premier capteur détectés à partir de la position de départ jusqu'à la détection d'un front de la cible du deuxième 30 capteur, on compare le nombre de repères de la cible du premier capteur comptés à partir de la position de départ jusqu'à la détection d'un front de la cible du deuxième capteur à un seuil de front et s'il est supérieur audit seuil de front, on en déduit le phasage moteur. Ainsi, si le nombre de repères comptés atteint une valeur suffisamment élevée pour qu'elle ne puisse correspondre qu'à l'amplitude d'une seule dent ou d'un seul creux, on en déduit sans ambiguïté le phasage moteur. Selon une autre caractéristique conforme à l'invention, on détermine si la partie fixe du deuxième capteur détecte une dent ou un creux pour déduire le phasage moteur. La détermination du phasage moteur est ainsi facilitée et améliorée. Afin de détecter une éventuelle anomalie, conformément à l'invention, on réalise les étapes suivantes: tant qu'aucun front de la cible du deuxième capteur n'a été détecté, on compte le nombre de repères de la cible du premier capteur détectés à partir de la position de départ, et on compare le nombre de repères de la cible du premier capteur comptés à 10 partir de la position de départ à un seuil de validité et s'il est supérieur au seuil de validité, on considère que la détermination du phasage moteur n'est pas possible. Ainsi, on détecte en particulier la défaillance de l'un des capteurs, induisant une amplitude des dents ou des creux telle que comptée supérieure à la réalité. L'invention va apparaître encore plus clairement dans la description qui va suivre, 15 faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif pour mettre en oeuvre un procédé conforme à l'invention, la figure 2 est une représentation des signaux relevés par les capteurs du dispositif de la figure 1. Le dispositif 1 illustré à la figure 1 comprend essentiellement un capteur vilebrequin 2, un capteur arbre à cames 12 et une unité de contrôle 22. L'unité de contrôle 22 reçoit un signal 18 du capteur vilebrequin 2, un signal 20 du capteur arbre à cames 12 et commande des bougies d'allumage 24 (une seule a été représentée) et des injecteurs 26 (un seul a été représenté). Ce dispositif est destiné à être monté sur un moteur essence à allumage commandé et injection indirecte d'essence, muni d'un vilebrequin et d'au moins un arbre à cames. Le capteur vilebrequin 2 comprend une cible 6 de 60 dents 8 régulièrement réparties solidaire du vilebrequin et une partie fixe 4 détectant les dents 8 de la cible 6. Les dents 8 constituent des repères disposés tous les 6 degrés (dans le mode de réalisation présenté) et séparés par des creux. La cible 6 compte plus précisément 58 dents, deux dents consécutives ont en effet été supprimées, afin de constituer un index de référence 10 permettant de connaître la position du vilebrequin. Le capteur arbre à cames 12 comprend une cible 16 solidaire de l'arbre à cames et une partie fixe 14. La cible 16 présente une section globalement circulaire et présentant trois dents D,, D2, D3 et trois creux C,, C2, C3. Les dents et les creux sont séparés par des fronts F,, F2, F3, F4, F5, F6. Les dents D,, D2, D3 présentent des amplitudes angulaires différentes les unes des autres et valant respectivement 90 degrés, 40 degrés et 20 degrés dans le mode de réalisation présenté. Les creux C,, C2, C3 présentent des amplitudes différentes les unes des autres et valant respectivement 70 degrés, 25 degrés et 115 degrés. La figure 2 représente les signaux 18, 20 relevés par le capteur vilebrequin 2 et par le capteur arbre à cames 12 sur un cycle moteur. Dans le mode de réalisation présenté, les dents 8 de la cible 6 présentant toutes la même hauteur, de même pour les creux de la cible 6, ainsi que les dents D,, D2, D3 et les creux C,, C2, C3 de la cible 16, les signaux 18 et 20 sont tous les deux binaires prenant alternativement une valeur haute correspondant à la détection d'une dent et une valeur basse correspondant à la détection d'un creux. L'arbre à cames tourne deux fois moins vite que le vilebrequin. Le signal 18 illustré à la figure 2 correspond par conséquent à deux tours de la cible 6 et le signal 20 à un seul tour de la cible 16. Compte tenu de ce qui précède, l'amplitude angulaire des dents D,, D2 et D3 de la cible 16 correspond respectivement à 30 dents, 13'/ dents et 6M dents, tandis que l'amplitude des creux C,, C2 et C3 de la cible 16 correspond respectivement à 23% dents, 8% dents et 38% dents. Le moteur comprend six cylindres et donc six points morts hauts correspondants. Il présente par conséquent six positions d'arrêt préférentielles A,, A2, A3, A4, A5, A6 20 sensiblement équidistantes de deux points morts hauts consécutifs. Il a été constaté en effet qu'un moteur se positionne, lors de son arrêt, dans une position d'équilibre et que cette dernière se trouve être sensiblement à équidistance de deux points morts hauts consécutifs d'un des pistons. Ce sont ces positions qui sont appelées "positions d'arrêt préférentielles". Il existe toutefois une certaine marge d'incertitude autour de ces positions d'arrêt préférentielles quant à la position dans laquelle le moteur est réellement arrêté. On sait par construction qu'après détection du front F,, la partie fixe 4 du capteur 2 détecte douze dents 8 avant de détecter l'index de référence 10 de la cible 6 et qu'après détection du front F4, la partie fixe 4 du capteur 2 détecte vingt dents 8 avant de détecter l'index de référence 10 de la cible 6. On sait en outre d'une part que lorsque le capteur 2 détecte l'index de référence 10 et que le signal 20 prend la valeur haute 20M, le moteur est entre le point mort haut P, et le point mort haut P2 et d'autre part que lorsque le capteur 2 détecte l'index de référence 10 et que le signal 20 prend la valeur basse 20,, le moteur est entre le point mort haut P4 et le point mort haut P5. Toutes ces données sont stockées dans l'unité de contrôle 22. L'unité de contrôle 22 recueille les informations en provenance des capteurs 2 et 12 et détermine le phasage du moteur en comparant les informations en provenance des capteurs 2 et 12 aux informations stockées précitées. Lorsque l'on commande la rotation du moteur pour le faire démarrer à partir d'une position de départ correspondant à la position d'arrêt préférentielle A,, tel qu'illustré à la figure 2, le capteur 2 détecte 5 dents 8 de la cible 6 avant que le capteur 12 détecte le front F,, puis encore 12 dents 8 avant de détecter l'index de référence 10. Après la détection du front F,, l'unité de contrôle 22 détermine qu'il s'agit du front F,, du front F3 ou du front F5, du fait du passage du signal 20 de la valeur 20m à la valeur 20M. Après détection de l'index de référence 10, l'unité de contrôle 22 détermine qu'il s'agit de l'index de référence 10 situé entre le point mort haut P, et le point mort haut P2, du fait qu'il est situé 12 dents après la détection d'un front par le capteur 12 et que le signal 20 prend la valeur 20M. Le phasage moteur est alors connu, l'unité de contrôle 22 peut alors commander l'injection d'essence, puis l'allumage dans les différents cylindres selon une séquence déterminée. Lorsque l'on commande la rotation du moteur pour le faire démarrer à partir d'une position de départ correspondant à la position d'arrêt préférentielle A2, le capteur 2 détecte 16 dents 8 de la cible 6 avant que le capteur 12 détecte le front F2, puis encore 8'/ dents 8 avant de détecter le front F3. Après la détection du front F2, l'unité de contrôle 22 détermine qu'il s'agit du front F2, du front F4 ou du front F6, du fait du passage du signal 20 de la valeur 20M à la valeur 20m. Après détection du front F3, l'unité de contrôle 22 détermine qu'il s'agit du front F3, du fait qu'il est situé 8% dents 8 après la détection d'un front par le capteur 12 et que le signal 20 passe de la valeur 20m à la valeur 20M. A partir d'une position de départ correspondant à la position d'arrêt préférentielle A3, le capteur 2 détecte 3 dents 8 de la cible 6 avant que le capteur 12 détecte le front F3, puis encore 13% dents 8 avant de détecter le front F4. Après la détection du front F4, l'unité de contrôle 22 détermine qu'il s'agit du front F4, du fait qu'il est situé 13% dents 8 après la détection d'un front par le capteur 12 et que le signal 20 passe de la valeur 20M à la valeur 20m. A partir d'une position de départ correspondant à la position d'arrêt préférentielle A4, le capteur 2 détecte 18 dents 8 avant de détecter l'index de référence 10. L'unité de contrôle 22 détermine qu'il s'agit de l'index de référence 10 situé entre le point mort haut P4 et le point mort haut P5, du fait que le signal 20 a la valeur 20m et qu'aucun front n'a été détecté depuis plus de douze dents 8. Le phasage moteur est confirmé lors de la détection du front F5. En effet, le signal 20 ayant conservé la valeur 20m pendant que le capteur 2 détectait plus de 23% dents (34 dents dans notre cas présent) consécutives avant la détection du front F5 et l'amplitude des creux C, et C2 étant de 23'/ dents et 51/ dents, il ne peut s'agir que du front F5. A partir d'une position de départ correspondant à la position d'arrêt préférentielle A5, le capteur 2 détecte 15 dents 8 de la cible 6 avant que le capteur 12 détecte le front F5, puis encore 13% dents 8 avant de détecter le front F6. Après la détection du front F6, l'unité de contrôle 22 détermine qu'il s'agit du front F6, du fait qu'il est situé 62/3 dents 8 après la détection d'un front par le capteur 12 et que le signal 20 passe de la valeur 20M à la valeur 20n,. A partir d'une position de départ correspondant à la position d'arrêt préférentielle A6, le capteur 2 détecte 2 dents 8 de la cible 6 avant que le capteur 12 détecte le front F6, puis encore 23% dents 8 avant de détecter le front F,. Après la détection du front F6, l'unité de contrôle 22 détermine qu'il s'agit du front F2, du front F4 ou du front F6, du fait du passage du signal 20 de la valeur 20M à la valeur 20m. 21 dents après la détection du front F6, l'unité de contrôle 22 détermine qu'il s'agissait du front F6, du fait qu'aucun index de référence 10 n'a été détecté, la détermination est confirmée 23% dents 8 après la détection du front F6 par la détection d'un front par le capteur 12 et le passage du signal 20 de la valeur 20 m à la valeur 20 M. Si le capteur 2 venait à détecter plus de 38% dents 8 sans que le capteur 12 détecte le moindre front, l'unité de contrôle 22 déterminerait la présence d'une anomalie au niveau du capteur 14 ou de la cible 16, puisque aucune dent ni aucun creux ne présente une telle amplitude. Bien entendu, lorsque l'unité de contrôle 22 effectue des tests, on peut prévoir une marge d'erreur ajustable de une à plusieurs dents. Le mode de réalisation présenté comprend une cible 16 d'arbre à cames muni de trois dents et de trois creux. Le procédé conforme à la présente invention s'applique tout aussi efficacement à tout type de cible par simple application des connaissances de l'homme du métier, sans pour autant sortir de la présente invention. REVENDICATIONS, 1. Procédé pour déterminer, lors d'une phase de démarrage, le phasage d'un moteur à combustion interne à injection indirecte comprenant un vilebrequin et un arbre à cames, dans lequel procédé on réalise les étapes suivantes: - on utilise un premier capteur (2) comprenant une partie fixe (4) et une cible 5 (6) liée au vilebrequin, ladite cible comportant une pluralité de repères (8) régulièrement répartis et la partie fixe détectant ces repères, - on utilise un deuxième capteur (12) comprenant une partie fixe (14) et une cible (16) liée à l'arbre à cames, ladite cible présentant une section transversale sensiblement circulaire et comportant: É une pluralité de dents (D,, D2, D3) s'étendant sur des secteurs angulaires d'amplitudes différentes, É une pluralité de creux (C,, C2, C3) s'étendant sur des secteurs angulaires d'amplitudes différentes, et É une pluralité de fronts (F,, F2, F3, F4, F5, F6) séparant les dents (D,, D2, D3) et les creux (C,, C2, C3), la partie fixe (14) détectant les dents (D,, D2, D3), les creux (C,, C2, C3) et les fronts (F,, F2, F3, F4, F5, F6) de la cible (16), - on commande la rotation du moteur à partir d'une position de départ (A,, A2, A3, A4, A5, A6), - on détecte les repères (8) de la cible (6) du premier capteur (2), - on compte les repères (8) de la cible (6) du premier capteur (2) détectés, - on détecte les fronts (F,, F2, F3, F4, F5, F6) de la cible du deuxième capteur, - on en déduit le phasage du moteur. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que: - on compte le nombre de repères (8) de la cible (6) du premier capteur (2) détectés entre la détection de deux fronts (F,, F2, F3, F4, F5, F6) successifs de la cible (16) du deuxième capteur (12), et - on effectue une correspondance entre le nombre de repères (8) comptés entre deux fronts (F,, F2, F3, F4, F5i F6) successifs et le phasage moteur. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que: - on munit la cible (6) du premier capteur (2) d'un index de référence (10) détectable par la partie fixe (4), - on compte le nombre de repères (8) de la cible (6) du premier capteur (2) 35 détectés à partir de la position de départ (A,), 15 - si on détecte l'index de référence (10) de la cible (6) du premier capteur (2) avant de détecter un front (F,, F2, F3, F4, F5, F6) de la cible (16) du deuxième capteur (12), on compare le nombre de repères (8) de la cible (6) du premier capteur (2) comptés à partir de la position de départ (A,, A2, A3, A4, A5, A6) jusqu'à la détection de l'index de référence (10) à un seuil de référence et s'il est inférieur audit seuil de référence, on en déduit le phasage moteur. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que: - on munit la cible (6) du premier capteur (2) d'un index de référence (10) 10 détectable par la partie fixe (4), - on compte le nombre de repères (8) de la cible (6) du premier capteur (2) détectés à partir de la détection de chaque front (F,, F2, F3, F4, F5, F6) de la cible (16) du deuxième capteur (12), - si on détecte l'index de référence (10) de la cible (6) du premier capteur (2) avant de détecter le front suivant (F,, F2, F3, F4, F5, F6) de la cible (16) du deuxième capteur (12), on effectue une correspondance entre le nombre de repères (8) comptés à partir de la détection du front (F,, F2, F3, F4, F5, F6) de la cible (16) du deuxième capteur (12) jusqu'à la détection de l'index de référence (10) de la cible (6) du premier capteur (2) et le phasage moteur. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que: - on munit la cible (6) du premier capteur (2) d'un index de référence (10) détectable par la partie fixe (4), - on détecte l'index de référence (10) de la cible (6) du premier capteur (2), - on compte le nombre de repères (8) de la cible (6) du premier capteur (2) détectés à partir de l'index de référence (10) de la cible (6) du premier capteur (2) jusqu'à la détection d'un front (F,, F2, F3, F4, F5, F6) de la cible (16) du deuxième capteur (12), - on effectue une correspondance entre le nombre de repères (8) comptés à partir de l'index de référence (10) de la cible (6) du premier capteur (2) jusqu'à la détection d'un front (F,, F2, F3, F4, F5, F6) de la cible (16) du deuxième capteur (12) et le phasage moteur. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que: - on compte le nombre de repères (8) de la cible (6) du premier capteur (2) 35 détectés à partir de la position de départ (A,, A2, A3, A4, A5, A6) jusqu'à la détection d'un front (F,, F2, F3, F4, F5, F6) de la cible (16) du deuxième capteur (12), - on compare le nombre de repères (8) de la cible (6) du premier capteur (2) comptés à partir de la position de départ (A,, A2, A3, A4, A5, A6) jusqu'à la détection d'un front (F,, F2, F3, F4, F5, F6) de la cible (16) du deuxième capteur (12) à un seuil de front et s'il est supérieur audit seuil de front, on en déduit le phasage moteur. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on détermine si la partie fixe (14) du deuxième capteur (12) détecte une dent (D,, D2, D3) ou un creux (C,, C2, C3) pour déduire le phasage moteur. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que: - tant qu'aucun front (F,, F2, F3, F4, F5, F6) de la cible (16) du deuxième capteur (12) n'a été détecté, on compte le nombre de repères (8) de la cible (6) du premier capteur (2) détectés à partir de la position de départ (A,, A2, A3, A4, A5, A6), et - on compare le nombre de repères (8) de la cible (6) du premier capteur (2) comptés à partir de la position de départ (A,, A2, A3, A4, A5, A6) à un seuil de validité et s'il est supérieur au seuil de validité, on considère que la détermination du phasage moteur n'est pas possible. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on mesure l'amplitude des dents et des creux de la cible du deuxième capteur en fractions non entières de repères (8) de la cible (6) du premier capteur (2). 10. Procédé selon l'une quelconque des revendication précédentes, caractérisé en ce que l'on munit la cible (16) du deuxième capteur (12) d'au moins trois dents (D,, D2, D3) et trois creux (C,, C2, C3).