Brevet FR3074526A1 — publié le 20190607

L'invention concerne un procede de synchronisation d'un moteur thermique comportant au moins un cylindre equipe d'un capteur de pression de mesure de la pression a l'interieur dudit cylindre, et un vilebrequin equipe d'une cible dotee d'une graduation circonferentielle interrompue par une singularite formant un repere, et associee a un capteur, dit capteur PMH. Les procedes usuels de synchronisation des moteurs thermiques consistent a equiper respectivement les vilebrequins et les arbres a cames, d'une cible, et a combiner les donnees fournies par un capteur de position angulaire du vilebrequin, dit capteur PMH, et par un capteur de position angulaire d'arbre a cames, associes chacun a leur cible respective : la cible vilebrequin et son capteur PMH associe sont congus pour permettre de connaitre la position du moteur a 360° pres, et ('information complementaire fournie par le capteur d'arbre a cames permet de determiner dans quel temps du cycle moteur se trouve chaque cylindre. Parallelement, d'autres procedes se sont developpes visant a se substituer 15 aux procedes ci-dessus decrits et/ou a etre mis en oeuvre en complement desdits procedes, de fagon a multiplier les possibilites de reduction du temps requis par la mise en oeuvre des procedures de synchronisation. Parmi ces procedes, une technique permet de supprimer ('utilisation des capteurs d'arbres a cames, et consiste a utiliser, en lieu et place de ces derniers, au 20 moins un capteur de pression de mesure de la pression a l'interieur d'un des cylindres. De tels capteurs de pression sont, en effet, de plus en plus couramment installes car ils permettent, apres la synchronisation du moteur, de maitriser de fagon precise la combustion. De plus, ils peuvent egalement remplir d'autres fonctions telles que la limitation du bruit, la detection d'ouverture de soupapes et la detection de rates de 25 combustion. Une technique selon ce principe est notamment decrite dans le document GB 2471890 et consiste : - dans une phase prealable, a ajuster ('orientation de la cible montee sur le vilebrequin de fagon a faire coIncider la position du repere menage sur la dite 30 cible en vue d'être identifie par le capteur PMH, avec la phase de compression d'un des cylindres, - lors de chaque procedure de synchronisation, apres detection, par le capteur PMH, du repere de la cible, a verifier que la valeur de la pression a l'interieur du cylindre correspondant presente une valeur conforme a une pression obtenue 35 durant la phase de compression dudit cylindre. 2 Un des inconvenients d'une telle technique reside dans le fait que, lors de sa detection, qui conduit a la validation de la synchronisation du moteur, le repere de la cible se trouve positionne dans une zone (phase ou temps de compression) dans laquelle les variations de vitesse du moteur s'averent relativement importantes. De plus, lorsque, de 5 fagon classique, la cible est constituee d'une roue dentee presentant deux dents en moins en guise de repere, cette absence de dents conduit a une impossibilite de determiner de fagon precise la position du moteur, qui s'avere fres penalisante lorsque cette imprecision affecte directement la determination de l'instant d'injection de carburant. Ces faits conjugues conduisent a une precision fres relative de l'instant d'injection de carburant, qui 10 se traduit notamment par une augmentation de la pollution. Une autre technique combinant capteur PMH et capteur de pression est decrite notamment dans le document CN102562338 et consiste : - dans une phase prealable, a ajuster ('orientation de la cible de fagon a obtenir, en considerant le sens de rotation du vilebrequin, un retard angulaire superieur a 20° de la position du repere par rapport a la podtion de ladite cible correspondant au premier point mort bas obtenu lors de la rotation dudit vilebrequin, - lors de cheque procedure de synchronisation, a detecter, au moyen du capteur PMH, le repere de la cible, puis, apres detection dudit repere, a comparer la valeur de la pression a l'interieur du cylindre correspondant a une valeur seuil de la pression a l'interieur du cylindre representative d'une pression obtenue lors de la phase de compression dudit cylindre, et a deduire de cette comparaison si la position du repere correspond a une phase de compression ou a une phase d'echappement. Une telle technique qui consiste, en premier lieu, a detecter le repere de la cible puis, une fois cette localisation effective, a « attendre » que la pression mesuree dans un cylindre equipe d'un capteur de pression atteigne une valeur representative de la phase de compression dudit cylindre, demande un temps operationnel souvent superieur a celui necessaire a la majorite des procedes actuels de synchronisation des moteurs therm iques. De plus, tel qu'explicite dans la description detainee qui suit, cette technique peut conduire, pour certaines positions initiales des pistons des cylindres, avant demarrage, a des erreurs de synchronisation. La presente invention vise a pallier les inconvenients des techniques actuelles 35 de synchronisation d'un moteur thermique combinant les donnees fournies par un capteur PMH et un capteur de pression, et a pour principal objectif de fournir un procede de 3 synchronisation combinant de telles donnees et conduisant a une conclusion rapide et depourvue de risques d'erreur. A cet effet, ('invention vise un procede de synchronisation d'un moteur thermique comportant au moins un cylindre equipe d'un capteur de pression de mesure 5 de la pression a l'interieur dudit cylindre, et un vilebrequin equipe d'une cible dotee d'une graduation circonferentielle interrompue par une singularite formant un repere, et associee a un capteur, dit capteur PMH, de mesure de la position angulaire de ladite cible, ledit procede de synchronisation consistant a combiner les donnees fournies par le capteur PMH et le capteur de pression pour determiner le phasage du moteur, et se 10 caracterise en ce que : - dans une phase prealable, d'une part, on ajuste ('orientation de la cible de fagon a obtenir, en considerant le sens de rotation du vilebrequin, un retard angulaire sensiblement compris entre 70° et 110° de la positin du repere par rapport a la position de ladite cible correspondant au premier point mort haut obtenu dans un 15 cylindre, dit de reference, equipe d'un capteur de pression, d'autre part, on fixe une valeur seuil de la pression a l'interieur de chaque cylindre correspondant a une pression representative de Ia phase de compression dudit cylindre, - lors de chaque procedure de synchronisation, on releve, dans un premier temps, les valeurs de Ia pression a l'interieur du cylindre de reference, puis, Iorsque 20 ladite valeur de pression mesuree est superieure a Ia valeur seuil, on surveille Ia detection, par le capteur PMH, du repere de Ia cible, et on valide Ia synchronisation du moteur lors de ladite detection. Telle que les techniques ci-dessus decrites, ('invention consiste donc a substituer, a ('information fournie par un capteur d'arbre a cames, ('information fournie par 25 un capteur de pression. A partir de cette base, ('invention se differencie, en premier lieu, en ce qu'elle prevoit d'ajuster ('orientation de Ia cible de fagon a obtenir un decalage angulaire sensiblement compris entre 70° et 110° entre Ia poition du repere et Ia position de ladite cible correspondant au premier point mort haut obtenu lors de Ia rotation dudit vilebrequin. 30 Cette particularite conduit a detecter le repere de Ia cible lorsque ce dernier se trouve positionne dans une zone OCJ, d'une part, le manque de precision lors de Ia determination de Ia position du moteur, d0 par exemple a ('absence de dents, n'a que de fres faibles repercutions, et d'autre part, les variations de vitesse du moteur sont relativement faibles, de sorte que, meme conjugues, ces deux faits n'influent pas sur Ia fiabilite du procede de synchronisation selon ('invention. De plus, ('invention se differencie egalement en ce qu'elle consiste, lors de chaque procedure de synchronisation, dans un premier temps, a mesurer Ia pression 4 interne dans au moins un des cylindres jusqu'a obtention d'une valeur superieure a une valeur seuil representative d'une pression obtenue lors de la phase de compression dudit cylindre. Une fois cette premiere condition satisfaite, et uniquement apres cet instant, la 5 seconde etape consiste a detecter le repere de la cible au moyen du capteur PMH, detection qui permet de conclure que ledit repere est positionne dans la phase d'echappement du cylindre de reference, du fait de la detection prealable d'une pression representative d'une phase de compression dudit cylindre. Un tel procede de synchronisation s'avere conduire a une validation rapide de 10 la synchronisation du moteur. Dans la pratique, it a, en outre, ete mis en lumiere que cette reactivite se trouve amelioree pour des positions initiales specifiques des pistons, avant demarrage, telle que la position correspondant a requilibre desdits pistons qui s'avere consister en une position preferentielle, c'est-a-dire la position des pistons la plus courante constatee apres arret des moteurs thermiques. 15 De plus, tel qu'explicite en detail plus loin, tout risque d'erreur concernant la validation de la synchronisation est ecarte lors de la mise en oeuvre du procede selon ('invention, du fait que la detection du repere de la cible est prise en consideration uniquement lorsqu'elle est precedee d'une mesure de pression dans un cylindre superieure a un seuil predetermine. 20 Selon un mode de mise en oeuvre avantageux de ('invention, on determine une valeur seuil de la pression a l'interieur de chaque cylindre correspondant a une pression representative de la phase de compression dudit cylindre, au moins sensiblement comprise entre 3 et 10 bars. Cette valeur seuil est fonction de la valeur de la pression maximale mesuree 25 dans les cylindres, obtenue lorsque les pistons se trouvent au point mort haut, et elle est determinee en evaluant la pression mesuree au premier point mort haut dans le cylindre de reference, pour differentes positions initiales du piston consistant en des positions de demarrage obtenues apres arret du moteur. A titre indicatif, la valeur minimale de la plage des valeurs seuils peut etre 30 appropriee pour des positions de demarrage proches du premier point mort haut du cylindre de reference, auxquelles correspondent, lors dudit premier point mort haut, des premiers pics de pression d'une valeur fres inferieure a la pression maximale courante obtenue lors du fonctionnement du moteur. La valeur maximale de la plage de valeurs seuils peut, quant a elle, etre 35 appropriee pour des positions de demarrage decalees d'au moins 90° par rapport au premier point mort haut du cylindre de reference, auxquelles correspondent, lors dudit premier point mort haut, des premiers pics de pression d'une valeur similaire a la pression maximale courante obtenue lors du fonctionnement du moteur. 5 D'autres caracteristiques buts et avantages de l'invention ressortiront de Ia description detainee qui suit en reference aux dessins annexes qui illustrent, a titre d'exemple non limitatif, deux exemples du deroulement d'une procedure de synchronisation selon le procede de l'invention. Sur ces dessins : 5 - Ia figure 1 est un graphique illustrant un premier exemple de deroulement du procede de synchronisation selon l'invention, et - Ia figure 2 est un graphique illustrant un deuxierne exemple de deroulement du procede de synchronisation selon l'invention. Le procede selon l'invention dont le fonctionnement est illustre sur les deux 10 graphiques annexes consiste en un procede de synchronisation d'un moteur thermique dont : - au moins un cylindre, dit de reference, est equipe d'un capteur de pression de mesure de la pression a l'interieur dudit cylindre, - le vilebrequin est equipe d'une cible, telle qu'une roue dentee, dotee d'une 15 graduation circonferentielle interrompue par une singularite formant un repere constitue classiquement par ('absence de deux dents, ladite cible etant associee a un capteur PMH de mesure de sa position angulaire. Ce procede de synchronisation combine les donnees fournies par le capteur PMH et le capteur de pression pour determiner le phasage du moteur et consiste, en 20 premier lieu, dans une phase prealable : - a ajuster ('orientation de la cible de facon a obtenir, dans la position de demarrage et en considerant le sens de rotation du vilebrequin, un retard angulaire sensiblement compris entre 70° et 110° dela position du repere par rapport a la position de ladite cible correspondant au premier point mort haut 25 obtenu dans un cylindre equipe d'un capteur de pression, - a fixer une valeur seuil de la pression a l'interieur de chaque cylindre correspondant a une pression representative de la phase de compression dudit cylindre. Cette valeur seuil est avantageusement comprise entre 3 et 10 bars, et elle est determinee en evaluant la pression mesuree au premier point mort haut 30 dans le cylindre de reference, pour differentes postions de demarrage du piston. - Ce procede de synchronisation consiste ensuite, lors de chaque procedure de synchronisation : - a mesurer les valeurs de la pression a l'interieur du cylindre de reference jusqu'a obtention d'une valeur superieure a la valeur seuil, 35 - puis, une fois cette premiere condition satisfaite, et uniquement apres cet instant, a detecter le repere de la cible au moyen du capteur PMH, detection qui permet 6 de conclure que ledit repere est positionne dans la phase d'echappement du cylindre. Deux exemples de deroulement de cette procedure de synchronisation sont illustres sur les figures 1 et 2 qui consistent chacune en un graphique representant 5 revolution de la pression Pc dans le cylindre de reference lors de la rotation du vilebrequin V, et sur lequel sont egalement representes, en correspondance avec cette courbe de pression : - les phases successives du moteur : compression Co, détente De, echappement Ec, et admission Ad, 10 - la valeur seuil Tp, - un signal Sv representatif de la position du repere de la cible, (G1) lors de la phase de compression, et (G2) lors de la phase d'echappement, ledit signal Sv faisant apparaitre que la position du repere (G1) est decalee de 90° par rapport au point mort haut du piston du cylindre de reference, 15 - le signal de synchronisation Sp transmis lors de chaque procedure de synchronisation. En premier lieu, la figure 1 represente une procedure de synchronisation realisee pour une position de dernarrage decalee d'environ 90° par rapport au premier point mort haut du cylindre de reference. 20 Cet exemple fait apparaitre que la detection du seuil Tp intervient des la premiere phase de compression Co du cylindre de reference, et que la validation Sy de la synchronisation du moteur est effective lors de la detection du repere G2 de la cible qui intervient lors de la premiere phase d'echappement Ec dudit cylindre de reference. La figure 2 represente, quant a elle, une procedure de synchronisation 25 realisee pour une position de dernarrage decalee d'environ 20° par rapport au premier point mort haut du cylindre de reference. Cet exemple fait apparaitre que la detection du seuil Tp intervient seulement lors la seconde phase de compression Co du cylindre de reference, et que la validation Sy de la synchronisation du moteur est effective lors de la detection du repere G2 de la 30 cible qui intervient lors de la seconde phase d'echappement Ec dudit cylindre de reference. Ces deux exemples permettent de mettre en lumiere que : - dans les cas fres majoritairement les plus courants pour lesquels la position de dernarrage est telle que la valeur seuil est atteinte des la premiere phase de 35 compression Co du cylindre de reference, cas incluant notamment la position preferentielle d'equilibre des pistons, le procede de synchronisation s'avere fres reactif et conduit a une validation rapide de la synchronisation du moteur, 7 - dans les autres cas, plus rares, 0E1 la valeur seuil Tp n'est pas atteinte lors de la premiere phase de compression Co du cylindre de reference, le procede de synchronisation s'avere moins reactif mais conduit a une conclusion depourvue de risques d'erreur. 5 Par consequent, le procede de synchronisation selon ('invention, d'une part, permet de garantir la validite de la conclusion quelle que soit la position de demarrage, et d'autre part, s'avere REVENDICATIONS1. Procede de synchronisation d'un moteur thermique comportant au moins un cylindre equipe d'un capteur de pression de mesure de la pression a l'interieur dudit cylindre, et un vilebrequin equipe d'une cible dotee d'une graduation circonferentielle interrompue par une singularite formant un repere, et associee a un capteur, dit capteur PMH, de mesure de Ia position angulaire de Ia dite cible, ledit procede de synchronisation consistant a combiner les donnees fournies par le capteur PMH et le capteur de pression pour determiner le phasage du moteur, et se caracterisant en ce que : - dans une phase prealable, d'une part, on ajuste ('orientation de Ia cible de facon a obtenir, en considerant le sens de rotation du vilebrequin, un retard angulaire sensiblement compris entre 70° et 110° de Ia positin du repere par rapport a Ia position de Ia dite cible correspondant au premier point mort haut obtenu dans un cylindre, dit de reference, equipe d'un capteur de pression et, d'autre part, on fixe une valeur seuil de Ia pression a l'interieur de chaque cylindre correspondant a une pression representative de Ia phase de compression dudit cylindre, - lors de chaque procedure de synchronisation, on releve, dans un premier temps, les valeurs de Ia pression a l'interieur du cylindre de reference, puis, lorsque Ia dite valeur de pression mesuree est superieure a Ia valeur seuil, on surveille Ia detection, par le capteur PMH, du repere de Ia cible, et on valide Ia synchronisation du moteur lors de Ia dite detection. 2. Procede selon Ia revendication 1 dans lequel on determine une valeur seuil de Ia pression a l'interieur de chaque cylindre correspondant a une pression representative de Ia phase de compression dudit cylindre, au moins sensiblement comprise entre 3 et 10 bars.