Brevet FR2896037A1 — publié le 20070713

L'invention concerne une cible pour la détermination de la position angulaire d'une pièce rotative, tel qu'un vilebrequin, d'un moteur à combustion interne. Les calculateurs de contrôle des moteurs à combustion interne ( EMS ou ECU en anglais, respectivement "Engine Management System" ou "Engine Control Unit") ont besoin de connaître avec précision la position longitudinale de chaque piston à l'intérieur de son cylindre, ainsi que le temps moteur (par exemple admission, compression, combustion-détente, échappement, pour un moteur à quatre temps), afin d'assurer la gestion du fonctionnement des dits moteurs dans les meilleures conditions. De façon classique, ces informations sont obtenues en solidarisant sur le vilebrequin une cible dentée destinée à tourner devant un capteur conçu pour détecter les dents et permettre ainsi de déterminer, en utilisant diverses méthodes logicielles, la position angulaire du vilebrequin et donc la position des pistons reliés à ce dernier par des bielles. Une gestion correcte du fonctionnement des moteurs à combustion interne impose également, notamment de détecter les éventuelles inversions du sens de rotation des dits moteurs. A cet effet, les techniques actuelles combinent, par exemple, les informations issues de la cible dentée précitée avec celles provenant d'une seconde source de mesures telle que celle consistant en une seconde cible solidarisée sur l'arbre à cames du moteur. Ces techniques actuelles imposent donc, outre l'utilisation d'une seconde source de mesures, de concevoir des méthodes logicielles spécifiques de traitement des données acquises qui s'avèrent, dans la pratique, relativement lourdes en termes de conception et de temps de calculs. La présente invention vise à pallier ces inconvénients et a pour principal objectif de fournir une cible pour la détermination de la position angulaire d'une pièce rotative, conçue pour permettre de détecter une éventuelle inversion du sens de rotation d'un moteur à combustion interne, à partir des seules informations fournies et utilisées en vue de la détermination de la position angulaire de cette pièce rotative. A cet effet, l'invention concerne une cible comportant une pluralité de repères angulaires ménagés sur sa périphérie et adaptés pour être détectés au moyen d'un capteur magnétique, lesdits repères angulaires étant disposés de façon à former une première série de repères angulaires équidistants répartis sur le pourtour de la cible, et adaptés pour être détectés lors de la rotation de ladite cible selon un premier sens de rotation correspondant au sens de rotation normal du moteur à combustion interne, ladite cible étant caractérisée, selon l'invention, en ce qu'elle présente une seconde série de repères angulaires positionnés chacun entre deux repères angulaires de la première série, lesdits repères angulaires étant séparés les uns des autres par des intervalles de longueurs différentes, et étant adaptés pour être détectés lors de la rotation de la cible selon son second sens de rotation. L'invention a donc consisté à réaliser une cible comportant deux séries de repères angulaires : • une première série de repères angulaires équidistants classiques, c'est à dire des repères angulaires tels que conventionnellement utilisés en vue de la détermination de la position angulaire de la pièce rotative, • et une seconde série de repères angulaires dont la répartition diffère de celle des repères angulaires de la première série, adaptés pour que leur détection par le capteur magnétique intervienne consécutivement à une inversion du sens de rotation du moteur. Selon cette conception et grâce notamment de la différence de répartition des repères angulaires des deux séries, les informations permettant de déterminer le sens de rotation découlent directement de celles fournies en vue de la détermination de la position angulaire de la pièce rotative. Ainsi, selon l'invention, les logiciels classiques actuels de détermination de la position angulaire d'une pièce rotative fournissent directement toutes les données nécessaires à la détection des éventuelles inversions du sens de rotation d'un moteur, de sorte que cette détection requiert simplement des modifications physiques minimes des cibles dentées actuelles. Par conséquent, l'invention permet, sans surcoûts matériels ni logiciels, d'ajouter une fonction de détection des inversions de rotation d'une pièce rotative à un dispositif actuellement uniquement conçu pour la détermination de la position angulaire de cette pièce rotative. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, les repères angulaires de la seconde série sont positionnés de façon que chaque intervalle séparant deux des dits repères angulaires soit contigu à au moins un intervalle de longueur différente. De plus, afin d'obtenir une corrélation directe avec les variables utilisées par les logiciels classiques de détermination de la position angulaire d'une pièce rotative, qui calculent usuellement un ratio à partir de la valeur des trois derniers intervalles détectés, les repères angulaires de la seconde série sont avantageusement positionnés de façon à définir une succession de séquences identiques formées chacune de trois intervalles présentant trois longueurs différentes. Par ailleurs, l'invention s'applique notamment aux cibles présentant une bordure périphérique crénelée formée d'une succession de creux, délimités chacun par deux fronts radiaux, et de dents. Dans le cadre d'une telle application et avantageusement selon l'invention, chaque repère angulaire de la première série consiste en un des fronts radiaux délimitant un creux, et chaque repère angulaire de la seconde série consiste en l'autre front radial délimitant ledit creux. D'autres caractéristiques buts et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit en référence aux dessins annexés qui en représentent à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation préférentiel. Sur ces dessins : - la figure 1 est une vue schématique d'un mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention de détermination de la position angulaire d'une pièce rotative, tel qu'un vilebrequin, - et la figure 2 est une vue de dessus partielle à échelle agrandie d'une portion de la périphérie de la cible de ce dispositif. L'invention décrite ci-dessous en référence aux figures vise : • la détermination de la position angulaire d'une pièce rotative, tel qu'un vilebrequin, d'un moteur à combustion interne, • et la détection d'une éventuelle inversion du sens de rotation de cette pièce rotative. Ce procédé est mis en oeuvre au moyen d'un dispositif de détermination tel que représenté à la figure 1 comportant : 30 • une cible 1 se présentant sous la forme d'un disque présentant une bordure périphérique crénelée, • un capteur magnétique 2, tel que capteur à reluctance variable, capteur magnéto résistif ou capteur à effet Hall, positionné en regard de la bordure 5 périphérique de la cible 1, et disposé de façon que son axe de mesure s'étende radialement par rapport à cette dernière, • et une unité de calcul 3 programmée pour analyser et traiter les signaux de détection délivrés par le capteur magnétique 2. De plus, la bordure crénelée du disque 1 utilisé comporte, de façon 10 usuelle, des créneaux R1...Rn uniformément répartis sur la périphérie du dit disque, et formés, chacun, d'une dent D1...Dn et d'un creux Cl ...Cn délimité par deux fronts radiaux F1-Fn, F'1-F'n, ladite série de créneaux étant classiquement interrompue au niveau d'une zone, dite zone de référence (non représentée), matérialisée par l'absence de x dents. 15 A titre d'exemple, les créneaux Rn sont au nombre de 58 uniformément répartis, tandis que la zone de référence est matérialisée par l'absence de deux dents Dn. De façon spécifique selon l'invention, les créneaux R1-Rn sont de forme adaptée pour que : 20 • les fronts radiaux F1Fn formant des fronts montants pour le capteur magnétique 2, lors d'une rotation de la cible 1 correspondant au sens de rotation normal du moteur (sens de rotation horaire de la cible 1 selon les dessins joints), constituent une première série de repères angulaires équidistants séparés par un intervalle Ti, 25 • les fronts radiaux F'1-F'n formant des fronts montants pour le capteur magnétique 2, lors d'une rotation de la cible 1 correspondant au sens de rotation inverse du moteur (sens de rotation anti-horaire de la cible 1 selon les dessins joints), constituent une seconde série de repères angulaires non équidistants séparés par des intervalles présentant trois valeurs différentes : 30 T'2, T'3. En l'exemple représenté à la figure 2, les repères angulaires de la seconde série définissent ainsi une succession de séquences identiques formées chacune de trois créneaux de largeurs globales respectives T'2, T'3, avec dans ce mode de réalisation particulier T'1 = Ti. Les créneaux R1-Rn de la cible 1 selon l'invention présentent donc une forme asymétrique qui se traduit par l'obtention, en sortie du capteur magnétique 2, de signaux de détection présentant des signatures caractéristiques du sens de rotation de la cible 1, dont les éléments d'identification sont fournis par la mise en oeuvre d'un logiciel classique de détermination de la position angulaire d'une pièce rotative. En effet, la succession des valeurs T'1, T'2 et T'3 détectée par le capteur magnétique 2, va permettre de diagnostiquer sans erreur possible l'inversion de sens de rotation du moteur. Ainsi la forme spécifique de la bordure crénelée de la cible 1 selon l'invention permet, sans surcoûts matériels ni logiciels, d'ajouter une fonction de détection des inversions de rotation d'une pièce rotative à un dispositif initialement conçu pour la seule détermination de la position angulaire de cette pièce rotative. Dans le mode de réalisation détaillé, T'1 = T1 et il existe trois valeurs T'1, T'2 et T'3 distinctes. Les adaptations à la portée de l'homme du métier sont tout à fait possibles sans s'éloigner de l'invention, comme, par exemple, choisir deux valeurs T'1, T'2 distinctes seulement ou bien plus de trois. Le mode de réalisation présenté concerne une cible 1 crénelée. L'adaptation de la présente invention à une cible optique ou magnétique ne présente aucune difficulté particulière et ne saurait en aucun cas s'extraire de la portée de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Cible pour la détermination de la position angulaire d'une pièce rotative, tel qu'un vilebrequin, d'un moteur à combustion interne, ladite cible comportant une pluralité de repères angulaires ménagés sur sa périphérie et adaptés pour être détectés au moyen d'un capteur magnétique (2), lesdits repères angulaires étant disposés de façon à former une première série de repères angulaires équidistants (F1-Fn) répartis sur le pourtour de la cible (1), et adaptés pour être détectés lors de la rotation de ladite cible selon un premier sens de rotation correspondant au sens de rotation normal du moteur à combustion interne, ladite cible étant caractérisée en ce qu'elle possède une seconde série de repères angulaires (F'1-F'n) positionnés chacun entre deux repères angulaires (F1-Fn) de la première série, lesdits repères angulaires étant séparés les uns des autres par des intervalles de longueurs différentes, et étant adaptés pour être détectés lors de la rotation de la cible selon son second sens de rotation. 2. Cible selon la revendication 1 caractérisée en ce que les repères angulaires (F'1-F'n) de la seconde série sont positionnés de façon que chaque intervalle séparant deux des dits repères angulaires soit contigu à au moins un intervalle de longueur différente. 3. Cible selon la revendication 2 caractérisée en ce que les repères angulaires (F'l-F'n) de la seconde série sont positionnés de façon à définir une succession de séquences identiques formées chacune de trois intervalles (T'1-T'3) présentant trois longueurs différentes. 4. Cible selon l'une des revendications précédentes présentant une bordure périphérique crénelée formée d'une succession de creux (C1-Cn), délimités chacun par deux fronts radiaux (F1-FN, F'l-F'n), et de dents (D1-Dn), caractérisé en ce que chaque repère angulaire de la première série consiste en un des fronts radiaux (F1-Fn) délimitant un creux (C1-Cn), et en ce que chaque repère angulaire de la seconde série consiste en l'autre front radial (F'1-F'n) délimitant ledit creux.