Brevet FR3102220A1 — publié le 20210423

Cible magnétique de détection du point mort haut Cible (4) magnétique apte à coopérer avec un capteur magnétique (5) pour détecter un point mort haut d'un piston dans un cylindre de moteur à combustion (2), caractérisée en ce qu'elle comprend : - un support (20) apte à être fixé à un arbre tournant, notamment un vilebrequin (3), d'un moteur à combustion (2), le support (20) comprenant un contour extérieur annulaire pourvu d'un ensemble de créneaux (22), et - un ensemble d'éléments d’insertion (21) fixés audit support (20) et agencés dans lesdits créneaux (22), la cible (4) comprenant un contour extérieur globalement de révolution, l'un parmi le support ou l’ensemble des éléments d’insertion étant magnétique, l'autre parmi le support ou l’ensemble des éléments d’insertion étant non magnétique. Figure pour l’abrégé : figure 5 Cible magnétique de détection du point mort haut L’invention concerne une cible magnétique apte à coopérer avec un capteur magnétique pour détecter un point mort haut d'un moteur à combustion. Notamment, l'invention concerne une cible magnétique fixée ou destinée à être fixée à un vilebrequin d'un moteur à combustion. L’invention porte aussi sur un dispositif de vilebrequin comprenant une telle cible. L’invention porte encore sur un système de détection d'un point mort haut d'un moteur à combustion. L’invention porte également sur un moteur à combustion comprenant une telle cible. L’invention porte enfin sur un véhicule automobile comprenant une telle cible ou un tel moteur à combustion. Etat de la technique antérieure Les moteurs à combustion comprennent des pistons aptes à suivre un mouvement de va-et-vient suivant un cycle de combustion. Les pistons oscillent donc entre un point mort bas et un point mort haut. Pour optimiser le fonctionnement du moteur à combustion et notamment l'injection de carburant dans les chambres de combustion, il est nécessaire de connaitre précisément la position des pistons. En particulier, il est nécessaire de détecter le moment où un des pistons atteint un point mort haut. Pour détecter un point mort haut, les vilebrequins des moteurs à combustion sont généralement équipés d'un système de détection composé d'une cible magnétique et d'un capteur magnétique coopérant avec la cible magnétique. La cible magnétique est généralement constituée d'une couronne dentée et est fixée fermement au vilebrequin. Le capteur est positionné en vis de la couronne dentée. Le passage des dents devant le capteur magnétique stimule le capteur qui est ainsi capable de produire un signal électrique à destination d'un calculateur. Les dents sont réparties uniformément sur le pourtour extérieur de la cible magnétique, sauf au niveau d'une discontinuité permettant d'indexer la position angulaire du vilebrequin. Toutefois, cette solution présente des inconvénients. En particulier, les cibles magnétiques sont lourdes. Elles contribuent donc à alourdir les moteurs à combustion et les véhicules automobiles. De plus, le poids élevé des cibles magnétiques impose qu'elles soient fixées au vilebrequin par des moyens de fixation particulièrement robustes, généralement par vissage. Ces moyens de fixation peuvent être eux même lourds et/ou nécessiter un temps de mise en œuvre important en usine. De plus, la cible magnétique est en contact avec l'huile de lubrification du moteur. Elle peut même être en contact avec un bain d'huile reposant dans un carter d'huile en partie inférieure du moteur. Lorsque la cible magnétique tourne, elle agite l'huile de lubrification et peut provoquer la formation d'une émulsion ou un cisaillement de l'huile de lubrification. Ces phénomènes peuvent conduire à une usure prématurée de l'huile et donc à une moins bonne lubrification des organes du moteur à combustion ou à un raccourcissement des intervalles de vidange. Présentation de l'invention Le but de l’invention est de fournir une cible magnétique apte à coopérer avec un capteur magnétique pour détecter un point mort haut d'un moteur à combustion remédiant aux inconvénients ci-dessus et améliorant les cibles magnétiques connues de l’art antérieur. Plus précisément, un premier objet de l’invention est une cible magnétique qui soit légère. Un second objet de l’invention est une cible magnétique qui ne détériore pas l'huile de lubrification. Un troisième objet de l'invention est une cible magnétique qui soit facile à assembler à un arbre tournant, notamment à un vilebrequin. L'invention se rapporte à une cible magnétique apte à coopérer avec un capteur magnétique pour détecter un point mort haut d'un piston dans un cylindre de moteur à combustion, la cible comprenant : - un support apte à être fixé à un arbre tournant, notamment un vilebrequin, d'un moteur à combustion, le support comprenant un contour extérieur annulaire pourvu d'un ensemble de créneaux, et - un ensemble d'éléments d’insertion fixés audit support et agencés dans lesdits créneaux, la cible comprenant un contour extérieur globalement de révolution, l'un parmi le support ou l’ensemble des éléments d’insertion étant magnétique, l'autre parmi le support ou l’ensemble des éléments d’insertion étant non magnétique. L'ensemble des éléments d'insertion peut être magnétique et le support peut être non magnétique. La cible peut comprendre une discontinuité d'agencement des éléments d’insertion. Les éléments d’insertion peuvent être répartis uniformément le long d'une partie du contour extérieur de la cible. Le support peut comprendre un disque annulaire en matériau plastique, et/ou d'aluminium, et/ou de matériau composite. Les éléments d'insertion peuvent être fixés au support par collage, et/ou par emmanchement, et/ou par une interface en queue d'aronde et /ou par insertion au moulage. Le support peut comprendre un flanc, le flanc étant équipé d'une ouverture centrale pour le passage d'un arbre tournant, et/ou le flanc étant équipé d'ouvertures secondaires aptes à coopérer avec des moyens de fixation pour fixer la cible à un arbre tournant, notamment un vilebrequin. L'invention se rapporte également à un dispositif d'arbre pour moteur, notamment un dispositif de vilebrequin, le dispositif d'arbre comprenant un arbre tournant, notamment un vilebrequin, une cible telle que définie précédemment, et un moyen de fixation, la cible étant fixée au vilebrequin par le moyen de fixation. Le moyen de fixation peut comprendre: - un axe et une rondelle à griffe, l'axe coopérant avec la rondelle à griffes, et/ou - un rivet, et/ou - de la colle. L'invention se rapporte également à un système de détection d'un point mort haut d'un moteur à combustion, le système de détection comprenant une cible telle que définie précédemment et un capteur magnétique apte à coopérer avec la cible. L'invention se rapporte également à un moteur à combustion comprenant une cible telle que définie précédemment, et/ou un dispositif de vilebrequin tel que défini précédemment, et/ou un système de détection tel que défini précédemment. L'invention se rapporte également à un véhicule automobile comprenant une cible telle que définie précédemment, et/ou un dispositif de vilebrequin tel que défini précédemment, et/ou un système de détection tel que défini précédemment, et/ou un moteur à combustion tel que défini précédemment. Présentation des figures Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante d’un mode de réalisation particulier fait à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : La figure 1 est une vue schématique d'un véhicule automobile selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 2 est une première vue en perspective isométrique d'un dispositif de vilebrequin selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 3 est une deuxième vue en perspective isométrique du dispositif de vilebrequin. La figure 4 est une vue en perspective partielle d'un vilebrequin. La figure 5 est une première vue en perspective isométrique d'une cible magnétique selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 6 est une deuxième vue en perspective isométrique de la cible magnétique. La figure 7 est une vue de côté de deux éléments d'insertion de la cible magnétique Description détaillée La figure 1 illustre schématiquement un véhicule 1 automobile équipé d’un moteur à combustion 2 selon un mode de réalisation de l'invention. Le véhicule 1 peut être de toute nature. Notamment, il peut être par exemple un véhicule particulier, un véhicule utilitaire, un camion ou un bus. Le moteur à combustion 2 comprend des pistons mobiles en translation, selon un mouvement de va-et-vient, à l'intérieur de cylindres. Le nombre de cylindres du moteur peut être quelconque, par exemple trois, quatre, six ou huit cylindres. Les pistons oscillent donc entre un point mort bas et un point mort haut. Les pistons sont reliés à un vilebrequin 3 par l'intermédiaire de bielles. Le vilebrequin 3 est un arbre tournant à la vitesse du régime moteur. Il est fixé à un volant moteur et est relié aux roues motrices du véhicule 1. Le moteur à combustion 2 comprend également une cible magnétique 4 et un capteur magnétique 5. La cible magnétique 4, plus simplement dénommée cible 4 par la suite, est fixée solidaire en rotation au vilebrequin 3. Le capteur magnétique 5 est positionné en vis-à-vis de la cible 4. Il peut être positionné de sorte à former un faible jeu radial avec la cible 4. Le capteur magnétique 5 peut être stimulé par la rotation de la cible magnétique 4 et peut produire un signal électrique à destination d'un calculateur 6 auquel il est relié. Le capteur magnétique 5 permet ainsi de détecter le point mort haut atteint par un des pistons. De manière plus générale, il permet de détecter une position angulaire donnée atteinte par le vilebrequin. Enfin, le moteur à combustion 2 comprend également un carter d'huile 7 ou réserve d'huile dans lequel repose de l'huile de lubrification. Une pompe à huile est apte à prélever l'huile du carter d'huile pour lubrifier différents organes du moteur à combustion. L'huile retombe ensuite par gravité dans le carter d'huile 7. Le niveau d'huile dans le carter d'huile peut varier en fonction des conditions d'utilisation du moteur à combustion. Selon certaines conditions de fonctionnement, une partie inférieure de la cible 4 peut être en contact avec un bain d'huile reposant dans le carter d'huile 7. Dans ce document, on considère que le véhicule 1 repose sur un sol horizontal. L’axe X désigne l’axe de rotation du vilebrequin. L'axe Z désigne l'axe vertical. L'axe Y est un axe perpendiculaire à l'axe X et à l'axe Y. Les axes X, Y et Z forment un repère orthogonal. On dénomme "dispositif de vilebrequin 8" un ensemble comprenant le vilebrequin 3, la cible 4 et un moyen de fixation 9, la cible étant fixée au vilebrequin par le moyen de fixation 9. Par ailleurs, on dénomme "système de détection 10" un ensemble comprenant la cible 4 et le capteur magnétique 5. Les figures 2 et 3 représentent le dispositif de vilebrequin 8. De manière classique, le vilebrequin 3 peut être une pièce monobloc métallique, et être issu d'un procédé de fabrication par fonderie et par usinage. Le vilebrequin 3 comprend des tourillons 11, des manetons 12, et des masses d'équilibrage 13. A une première extrémité 14 selon l'axe X, le vilebrequin 3 peut comprendre un plateau 15 contre lequel peut être fixé un volant moteur. A une deuxième extrémité 16 selon l'axe X, le vilebrequin peut comprend une interface de fixation 17 pour un pignon et/ou pour une poulie. Le vilebrequin comprend également un épaulement 18 contre lequel est fixé la cible 4. Cet épaulement 18 est notamment bien visible sur la figure 4 dans laquelle la cible 4 est masquée. L'épaulement est positionné du côté de la première extrémité 14 du vilebrequin 3. En variante, il pourrait être positionné à tout autre endroit du vilebrequin, notamment du côté de sa deuxième extrémité. L'épaulement 18 comprend des excroissances radiales 19 réparties sur le pourtour de l'épaulement 18. Les moyens de fixation 9 sont en prises avec ces excroissances radiales 19. La cible 4 est notamment bien visible sur les figures 5 et 6. Sur la figure 5, la cible 4 est représentée avec les moyens de fixation 9. Sur la figure 6, la cible 4 est représentée sans les moyens de fixation 9. La cible 4 comprend un contour extérieur globalement de révolution. Autrement dit le contour extérieur de la cible est sensiblement invariant par rotation autour de l'axe X. Le contour extérieur de la cible n'est donc pas crénelé comme les cibles magnétiques connues de l'état de la technique. Au contraire le contour extérieur de la cible 4 est sensiblement uniforme et/ou lisse. Selon le mode de réalisation présenté, le contour extérieur de la cible 4 présente une surface globalement cylindrique. Selon une variante de réalisation, le contour extérieur de la cible pourrait avoir une forme torique ou encore toute autre forme de révolution. Selon un mode de réalisation, la cible 4 comprend un support 20 et un ensemble d'éléments d’insertion 21 fixés au support 20. Le support 20 et l'ensemble des éléments d’insertion 21 ont une nature magnétique différente l’un de l’autre. Notamment, l'un parmi le support ou l’ensemble des éléments d’insertion étant magnétique, l'autre parmi le support ou l’ensemble des éléments d’insertion étant non magnétique. Avantageusement, le support 20 est de nature non magnétique et les éléments d’insertion 21 de nature magnétique, mais en variante cela pourrait être l’inverse sans changer la portée de l’invention. Dans la suite de la description, les éléments d’insertion 21 sont donc des éléments magnétiques. La cible 4 est fixée au vilebrequin 3, solidaire en rotation avec le vilebrequin, par l'intermédiaire du support 20. Le support 20 porte une dentelure et présente un contour extérieur pourvu d'un ensemble de créneaux 22. Les éléments d'insertion 21 sont fixés au support 20 et sont agencés dans lesdits créneaux 22. Les créneaux forment donc des logements pour les éléments d'insertion. Les éléments d'insertion 21 ont avantageusement une forme complémentaire à la forme des créneaux 22 de sorte que l'ensemble formé par le support 20 et les éléments d'insertion présente un contour de révolution comme expliqué plus haut. De manière préférentielle, le support 20 comprend un contour annulaire présentant des créneaux. Le nombre d'éléments d'insertion peut être quelconque et peut être déterminé selon la précision du système de détection recherché. Il peut par exemple être compris entre cinquante et soixante. En référence à la figure 6, on peut partager la cible 4 en deux secteurs angulaires S1, S2 complémentaires. Le premier secteur angulaire S1 englobe la majeure partie du contour extérieur de la cible. Le deuxième secteur angulaire S2 est un secteur angulaire de l'ordre de quelques degrés, voire dizaines de degrés. Les éléments d'insertion 21 sont répartis uniformément le long d'une partie du contour extérieur de la cible, délimitée par le premier secteur angulaire S1. Les éléments d'insertion sont donc espacés par un même intervalle au niveau du premier secteur angulaire S1. Par ailleurs, la cible comprend une discontinuité D1 d'agencement des éléments d'insertion. En l'espèce aucun élément d'insertion n'est agencé dans la partie du contour extérieur de la cible délimitée par le deuxième secteur angulaire S2. La figure 7 illustre plus en détail deux éléments d'insertion 21 particuliers. Tous les éléments d'insertion de la cible 4 peuvent être identiques. Ils peuvent avoir une forme grossièrement parallélépipédique. Ils peuvent comprendre une face extérieure 23 plane ou arrondie. En remarque, lorsque cette surface est plane, un léger angle peut exister entre une surface extérieure 24 du support 20 et la surface extérieure 23 des éléments magnétique 21 adjacente à la surface extérieure 24. Ainsi, la cible 4 peut avoir sensiblement la forme d'un polygone dont le nombre de côtés est égal au nombre d'éléments d'insertion multipliés par deux. Un tel polygone a une forme très proche de celle d'un cercle. De manière préférentielle, la cible 4 avec le support 20 avec les éléments d'insertion 21 assemblés peut être usinée pour présenter une surface périphérique continue afin de générer moins d’agitation de la nappe d’huile. Les éléments d'insertion peuvent comprendre une section perpendiculaire à l'axe X de forme sensiblement trapézoïdale. Ainsi, les éléments d'insertion peuvent être assemblés au support 20 par une interface de type queue d'aronde comme cela est bien visible sur la figure 7. De tels éléments d'insertion peuvent alors être insérés axialement dans le support 20 et sont bloqués radialement. En remarque, une fois assemblés au support 20, une bride peut éventuellement être utilisée pour empêcher tout déplacement axial des éléments d'insertion 21 par rapport au support 20. En variante ou en complément, les éléments d'insertion 21 peuvent être fixés au support 20 par collage, et/ou par emmanchement serré. De manière préférentielle, les éléments d’insertion 21 sont fixés au support 20 par moulage, notamment par surmoulage. Avantageusement, il n'y a pas de jeu entre les éléments d'insertion et le support 20. Les éléments d'insertion sont donc fermement maintenus et il n'y a pas d'aspérité à l'interface entre le support et les éléments d'insertion. Le support 20 peut être une pièce monolithique. Il peut être par exemple constitué de matériau plastique, et/ou d'aluminium, et/ou de matériau composite. En variante, tout matériau non magnétique peut être envisagé. Le support comprend un flanc 25 s'étendant radialement. Le flanc 25 est équipé d'une ouverture centrale 26 pour le passage du vilebrequin 3. Il est également équipé d'ouvertures secondaires 27 aptes à coopérer avec les moyens de fixation 9 pour fixer la cible 4 au vilebrequin. La cible 4 est plus légère que les cibles connues de l'état de la technique. Par exemple une cible métallique de l'état de la technique pesant 228g peut être remplacée par une cible selon l'invention pesant 116g. Le gain de masse permet d'envisager l'utilisation de moyens de fixation rapide de la cible au vilebrequin, plus simples et plus légers que les moyens de fixation connus de l'état de la technique. Selon le mode de réalisation présenté, le moyen de fixation 9 pour fixer la cible 4 au vilebrequin comprend trois axes 28 et trois rondelles à griffe 29. Les axes 28 s'étendent parallèlement à l'axe X depuis les trois excroissances radiales 19 et passent au travers de trois des ouvertures secondaires 27. Les trois rondelles à griffe 29 coopèrent avec les trois axes 28 pour bloquer la cible 4 contre l'épaulement 18. En variante ou en complément, le moyen de fixation 9 pourrait comprendre un rivet, et/ou de la colle. La mise en place de rondelle à griffes, de rivets ou de colle est plus rapide qu'une opération de vissage et permet donc d'obtenir des temps d'assemblage de la cible 4 au vilebrequin plus courts. Un quatrième axe 30 peut coopérer avec une quatrième ouverture secondaire 27 du support 20 pour indexer la position de la cible 4 par rapport au vilebrequin. Lorsque le moteur à combustion fonctionne, le mouvement des pistons entraîne le vilebrequin en rotation. La cible 4, fermement fixée au vilebrequin, tourne également. Les éléments d'insertion défilent devant le capteur magnétique 5. Celui-ci produit un signal électrique qui peut être interprété par le calculateur 6 afin de déterminer un point mort haut d'un des pistons et ainsi réguler les injections de carburant dans les cylindres. La discontinuité D1 d'agencement des éléments magnétique présente dans le secteur angulaire S2 permet au calculateur d'indexer la position du vilebrequin. Lorsque la cible 4 passe dans le bain d'huile, son contour extérieur de révolution génère peu ou pas de perturbation du bain d'huile comparativement à une cible crénelée selon l'état de la technique. On évite ainsi la dégradation de l'huile de lubrification ou la formation d'une émulsion. De plus, le moteur à combustion ainsi fabriqué est plus léger que les moteurs à combustion embarquant une cible selon l'état de la technique. Selon le mode de réalisation qui a été présenté, la cible est fixée au vilebrequin. En variante, elle pourrait être fixée à un autre arbre tournant du moteur à combustion, par exemple un arbre à cames ou un arbre d'équilibrage. Cible (4) magnétique apte à coopérer avec un capteur magnétique (5) pour détecter un point mort haut d'un piston dans un cylindre de moteur à combustion (2), caractérisée en ce qu'elle comprend : - un support (20) apte à être fixé à un arbre tournant, notamment un vilebrequin (3), d'un moteur à combustion (2), le support (20) comprenant un contour extérieur annulaire pourvu d'un ensemble de créneaux (22), et - un ensemble d'éléments d’insertion (21) fixés audit support (20) et agencés dans lesdits créneaux (22), la cible (4) comprenant un contour extérieur globalement de révolution, l'un parmi le support ou l’ensemble des éléments d’insertion étant magnétique, l'autre parmi le support ou l’ensemble des éléments d’insertion étant non magnétique. Cible (4) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l'ensemble des éléments d'insertion (21) est magnétique et en ce que le support est non magnétique. Cible (4) selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'elle comprend une discontinuité (D1) d'agencement des éléments d’insertion (21). Cible (4) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les éléments d’insertion (21) sont répartis uniformément le long d'une partie du contour extérieur de la cible (4). Cible (4) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le support (20) comprend un disque annulaire en matériau plastique, et/ou d'aluminium, et/ou de matériau composite. Cible (4) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les éléments d'insertion (21) sont fixés au support (4) par collage, et/ou par emmanchement, et/ou par une interface en queue d'aronde et /ou par insertion au moulage. Cible (4) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support (20) comprend un flanc (25), le flanc (25) étant équipé d'une ouverture centrale (26) pour le passage d'un arbre tournant, et/ou le flanc (25) étant équipé d'ouvertures secondaires (27) aptes à coopérer avec des moyens de fixation (9) pour fixer la cible à un arbre tournant, notamment un vilebrequin. Dispositif d'arbre pour moteur, notamment dispositif de vilebrequin (8), caractérisé en ce qu'il comprend un arbre tournant, notamment un vilebrequin (3), une cible (4) selon l'une des revendications précédentes, et un moyen de fixation (9), la cible (4) étant fixée au vilebrequin (3) par le moyen de fixation (9). Dispositif d'arbre pour moteur, notamment dispositif de vilebrequin (8), selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le moyen de fixation (9) comprend : - un axe (28) et une rondelle à griffe (29), l'axe (28) coopérant avec la rondelle à griffes (29), et/ou - un rivet, et/ou - de la colle. Système de détection (10) d'un point mort haut d'un moteur à combustion (2), caractérisé en ce qu'il comprend une cible (4) selon l'une des revendications 1 à 7 et un capteur magnétique (5) apte à coopérer avec la cible (4). Moteur à combustion (2), caractérisé en ce qu’il comprend une cible (4) selon l'une des revendications 1 à 7, et/ou un dispositif de vilebrequin (8) selon l'une des revendications 8 à 9, et/ou un système de détection (10) selon la revendication précédente. Véhicule (1) automobile, caractérisé en ce qu’il comprend une cible (4) selon l'une des revendications 1 à 7, et/ou un dispositif de vilebrequin (8) selon l'une des revendications 8 à 9, et/ou un système de détection (10) selon la revendication 10, et/ou un moteur à combustion (2) selon la revendication précédente.