Brevet FR2914361A1 — publié le 20081003

L'invention concerne un procédé de détermination du phasage , ( c'est à dire un procédé de détermination de la position des pistons dans leurs cylindres respectifs et du temps moteur dans lequel ils se trouvent), d'un moteur à combustion interne en V comprenant deux bancs de cylindres alimentés chacun épar un collecteur d'admission propre. Elle s'étend à un dispositif destiné à la mise en oeuvre de ce procédé. Le démarrage des moteurs à combustion interne actuels nécessite de connaître de façon précise le phasage de ce moteur afin de permettre au calculateur de contrôle desdits moteurs ( EMS ou ECU , acronymes anglais pour, respectivement, "Engine Management System" et "Engine Control Unit") de piloter au mieux l'injection et de garantir ainsi un démarrage rapide, efficace et non polluant. Une solution classique utilisée à cet effet consiste à équiper le vilebrequin d'une cible dentée solidaire en rotation du dit vilebrequin, et à déterminer la position angulaire de ladite cible au moyen d'un capteur incrémentai. De plus, chaque cible dentée présente un repère de référence adapté pour qu'un décompte des dents rencontrées par le capteur incrémentai à partir de ce repère de référence permette de déterminer la position des pistons. Toutefois, le cycle complet d'un moteur à combustion interne à quatre temps correspond à deux tours complets d'un vilebrequin, de sorte qu'une incertitude de 360 subsiste après examen des données fournies par le capteur incrérnental associé au vilebrequin. Afin de lever cette incertitude, la solution usuelle consiste à équiper l'arbre à cames d'une cible solidaire en rotation du dit arbre à cames, et à déterminer la position angulaire de ladite cible au moyen d'un second capteur incrémentai. L'arbre à cames effectuant un tour complet au cours du cycle d'un moteur à quatre temps, l'incertitude de 360 peut donc ainsi être levée. Selon ce principe, une comparaison des données issues des deux capteurs permet au calculateur de contrôle de déterminer le phasage du moteur et de commander un démarrage dans de bonnes conditions. Un premier inconvénient d'une telle procédure résulte toutefois de l'obligation d'équiper chacun des organes rotatifs des moteurs, vilebrequin et arbre à cames, d'une cible, d'un capteur incrémentai, de l'électronique y afférente, etc. Ceci conduit à un coût de revient relativement élevé. De plus, un dysfonctionnement de l'un quelconque des éléments précités (cible et/ou capteur) conduit à priver le calculateur de contrôle d'informations nécessaires 35 pour déterminer le phasage du moteur. 2 La présente invention vise à pallier ces inconvénients et a pour objectif principal de permettre de déterminer le phasage d'un tel moteur au moyen d'une seule cible équipant un des organes rotatifs associé à chaque banc de cylindres du dit moteur. A cet effet, l'invention vise, en premier lieu, un procédé de détermination du phasage d'un moteur à combustion interne en V comprenant deux bancs de cylindres alimentés chacun par un collecteur d'admission propre, ledit procédé de détermination consistant : • à équiper chaque collecteur d'admission d'un capteur de débit d'air, et à mesurer le débit d'air dans chacun desdits collecteurs d'admission de façon à détecter une augmentation du débit d'air dans un desdits collecteurs représentative d'une admission d'air dans le banc de cylindres alimenté par ledit collecteur, • et à équiper un des organes rotatifs, vilebrequin ou arbre à cames associé à chaque banc de cylindres, d'une cible solidaire en rotation du dit organe rotatif, apte à permettre de déterminer le cylindre en phase d'admission d'air du banc de cylindres déterminé en phase d'admission. Il est à noter que par un des organes rotatifs, vilebrequin ou arbre à cames, associé à chaque banc de cylindres , on entend spécifier qu'il est prévu soit une cible associée au vilebrequin unique, soit deux cibles associées chacune à un des deux arbres à cames. La base de l'invention a été de mettre en oeuvre et d'exploiter le fait selon lequel un décalage intervient entre le signal représentatif du débit d'air dans le collecteur d'admission d'un des bancs de cylindres et le signal de débit en provenance du collecteur d'admission de l'autre banc de cylindres, résultant du fait que le débit d'air augmente dans un collecteur d'admission si un des cylindres du banc de cylindres alimenté par ce collecteur est en phase d'admission. Ainsi, lors du démarrage, le cylindre se trouvant le premier en phase d'admission génère, dans le collecteur d'admission alimentant le banc de cylindres incorporant ledit cylindre, une augmentation de débit d'air qui intervient un laps de temps de l'ordre du temps d'un cycle, avant l'augmentation de débit d'air dans le collecteur d'admission alimentant l'autre banc de cylindres. Du fait qu'une mesure de débit peut être effectuée classiquement lors de chaque cycle, un tel décalage peut être aisément détecté et permet de déduire quel banc de cylindres intègre le cylindre en phase d'admission. Combinée avec une information, obtenue selon une méthode classique, représentative de la position angulaire d'une cible associée à un organe rotatif, cette première information permet alors de déterminer le cylindre en phase d'admission d'air du banc de cylindres déterminé en phase d'admission. 3 Ainsi , le procédé selon l'invention permet de déterminer le phasage d'un moteur en V moyennant l'utilisation d'une seule cible associée à un organe rotatif, et de capteurs de débit couramment installés dans les moteurs actuels en vue d'optimiser le contrôle desdits moteurs. De plus, la réactivité de ce procédé est comparable à celle des procédés actuels du fait que la détection de l'augmentation de débit dans un des collecteurs d'admission peut intervenir après seulement un voire deux cycle(s) du moteur. Concernant la cible, cette dernière peut avantageusement être associée au vilebrequin du moteur. Dans cette hypothèse l'information relative au cylindre en phase d'admission se déduit directement des données relatives à la position angulaire de cette cible fournies par un capteur incrémentai associé classiquement à cette dernière. Il est toutefois à noter que, selon un autre mode de réalisation de l'invention, une cible peut également être associée à chaque arbre à cames affecté à un banc de cylindres. Dans cette hypothèse, il convient toutefois, en vue de déterminer le cylindre en phase d'admission, d'effectuer un traitement supplémentaire consistant à analyser le décalage temporel entre les moments séparant la détection de l'augmentation du débit d'air dans le collecteur d'admission et la détection des fronts caractéristiques des cibles d'arbres à cames. Par ailleurs, le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre à titre principal en vue de la détermination du phasage des moteurs, c'est-à-dire destiné à être mis en oeuvre dès l'origine dans des véhicules neufs. Ce procédé de détermination peut également être mis en oeuvre à titre de dépannage lors d'un dysfonctionnement d'une des cibles équipant un moteur dont le 25 vilebrequin et les deux arbres à cames sont chacun équipés de cibles. Dans ce cas, on procède régulièrement, lors d'un fonctionnement normal des cibles, à un apprentissage des signaux délivrés par les capteurs de débit, de façon à évaluer et maîtriser la dispersion desdits signaux qui s'avère spécifique à chaque moteur. L'invention s'étend à un dispositif de détermination du phasage d'un 30 moteur à combustion interne en V comprenant deux bancs de cylindres alimentés chacun par un collecteur d'admission propre. Selon l'invention, ce dispositif de détermination comprend en combinaison : • un capteur de débit d'air intégré dans chaque collecteur d'admission, et des moyens d'analyse des mesures fournies par chacun desdits capteurs, adaptés pour 35 détecter une augmentation du débit d'air dans un desdits collecteurs représentative d'une admission d'air dans le banc de cylindres alimenté par ledit collecteur, 4 • une cible solidaire en rotation d'au moins un des organes rotatifs, vilebrequin ou arbre à cames, associé à chaque banc de cylindres, • et des moyens de détection de la position angulaire de la cible aptes à permettre de déterminer le cylindre en phase d'admission d'air du banc de cylindres 5 déterminé en phase d'admission. 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 en perspective d'un moteur équipé 10 d'un dispositif selon l'invention de détermination du phasage du dit moteur, • et la figure 2 est un graphique représentant les signaux de mesure issus des deux capteurs de débit équipant ce dispositif de détermination. L'invention décrite ci-dessous en référence aux figures est destinée à permettre de déterminer le phasage d'un moteur à combustion interne en V M 15 comportant deux bancs de cylindres BI, B2 incorporant par exemple chacun 3 à 6 cylindres, chacun desdits bancs de cylindres étant alimenté au moyen d'un collecteur d'admission propre 1, 2, et étant connecté à un collecteur d'échappement propre 3, 4. Il est à noter, de façon usuelle, que les deux collecteurs d'admission 1, 2, de même que les deux collecteurs d'échappement 3, 4 peuvent soit être distincts sur 20 l'intégralité de leur longueur, soit se dédoubler. Selon l'invention, le dispositif de détermination du phasage de ce moteur M comprend deux capteurs de débit d'air 5, 6 intégrés chacun dans un collecteur d'admission 1, 2, et connectés à des moyens 7 d'analyse des mesures fournies par chacun desdits capteurs. 25 Selon le principe de l'invention, et tel que représenté à la figure 2, ces moyens d'analyse 7 sont conçus pour permettre, lors du démarrage du moteur M, de détecter une augmentation du débit d'air dans un des collecteurs d'admission (en l'exemple 1) : • représentative d'une admission d'air dans le banc de cylindres B1 alimenté par ledit collecteur, 30 • qui intervient un laps de temps de l'ordre du temps d'un cycle (temps séparant deux points morts hauts PMH) avant l'augmentation de débit d'air dans le collecteur d'admission 2 alimentant l'autre banc de cylindres B2. De tels moyens d'analyse permettent ainsi de déterminer le banc de cylindres, en l'exemple B1, incorporant un cylindre en phase d'admission. 35 Le dispositif de détermination selon l'invention comprend, en outre, des moyens de détermination du cylindre en phase d'admission d'air du banc de cylindres BI déterminé en phase d'admission. Ces moyens connus en soi ne sont pas représentés et peuvent par exemple comporter : • une cible solidaire en rotation du vilebrequin du moteur M, • et des moyens de détection de la position angulaire de la cible aptes à 5 permettre de déterminer le cylindre en phase d'admission d'air du banc de cylindres B1 déterminé en phase d'admission. Le dispositif selon l'invention permet donc de déterminer le phasage d'un moteur en V M moyennant l'utilisation d'une seule cible associée à un organe rotatif, et de capteurs de débit 5, 6 tels que déjà couramment installés dans les moteurs actuels en vue d'optimiser le contrôle desdits moteurs. REVENDICATIONS 1/ Procédé de détermination du phasage , c'est-à-dire ,de détermination de la position des pistons dans leurs cylindres respectifs et du temps moteur, d'un moteur (M) à combustion interne en V comprenant deux bancs de cylindres (B1, B2) alimentés chacun par un collecteur d'admission (1, 2) propre, ledit procédé de détermination étant caractérisé en ce qu'il consiste : • à équiper chaque collecteur d'admission (1, 2) d'un capteur de débit d'air (5, 6), et à mesurer le débit d'air dans chacun desdits collecteurs de façon à détecter une augmentation du débit d'air dans un desdits collecteurs représentative d'une admission d'air dans le banc de cylindres (B1, B2) alimenté par ledit collecteur, • et à équiper un des organes rotatifs, vilebrequin ou arbre à cames associé à chaque banc de cylindres (BI, B2), d'une cible solidaire en rotation du dit organe rotatif, apte à permettre de déterminer le cylindre en phase d'admission d'air du banc de cylindres (BI, B2) déterminé en phase d'admission. 21 Procédé de détermination selon la revendication 1 selon lequel on associe 15 une cible au vilebrequin du moteur. 31 Procédé de détermination selon la revendication 1 selon lequel on associe une cible à chaque arbre à cames affecté à un banc de cylindres (B1, B2). 41 Procédé de détermination selon l'une des revendications précédentes destiné à être mis en oeuvre à titre de dépannage lors d'un dysfonctionnement d'une des 20 cibles équipant un moteur (M) dont le vilebrequin et les deux arbres à cames sont chacun équipés de cibles, caractérisé en ce que l'on procède régulièrement, lors d'un fonctionnement normal des dites cibles, à un apprentissage des signaux délivrés par les capteurs de débit (5, 6), de façon à évaluer et maîtriser la dispersion desdits signaux. 51 Dispositif de détermination du phasage d'un moteur à combustion 25 interne (M) en V comprenant deux bancs de cylindres (BI, B2) alimentés chacun par un collecteur d'admission propre (1, 2), ledit dispositif de détermination étant caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison : • un capteur de débit d'air (5, 6) intégré dans chaque collecteur d'admission d'air (1, 2), et des moyens d'analyse (7) des mesures fournies par chacun 30 desdits capteurs, adaptés pour détecter une augmentation du débit d'air dans un desdits collecteurs représentative d'une admission d'air dans le banc de cylindres (BI, B2) alimenté par ledit collecteur, • une cible solidaire en rotation d'au moins un des organes rotatifs, vilebrequin ou arbre à cames, associé à chaque banc de cylindres (BI, 132),7 • et des moyens de détection de la position angulaire de la cible aptes à permettre de déterminer le cylindre en phase d'admission d'air du banc de cylindres (B1, B2) déterminé en phase d'admission.