Brevet FR3153145A1 — publié le 20250321

Procédé de détection de déconnexion d’un des fils électriques d’un capteur magnétique (S) de position angulaire de vilebrequin (A) d’un moteur thermique d’un véhicule, le véhicule comprenant un calculateur (Uc) configuré pour déterminer (Ea) une position angulaire de référence du vilebrequin correspondant à un minimum local de vitesse, puis à un instant courant : déterminer (Eb) un minimum local courant de vitesse à partir du signal de tension puis une position angulaire courante du vilebrequin correspondant audit minimum local courant de vitesse déterminé ; déterminer (Ec) un écart de position angulaire égal à la différence entre ladite position angulaire courante et ladite position angulaire de référence ; si la valeur absolue dudit écart de minimum de vitesse est supérieure à un seuil prédéterminé, une génération (Eg) d’une alarme de déconnexion de l’un desdits deux fils électriques. Figure pour l’abrégé : Figure 4. Procédé de détection d’une déconnexion de l’un des fils électriques d’un capteur de vilebrequin d’un moteur à piston et module associé Domaine de l’invention La présente invention concerne le domaine de la maintenance de pièces associées à un moteur thermique à pistons. Elle concerne en particulier la détection d’une déconnexion de l’un des fils électriques d’un capteur de vilebrequin d’un tel moteur et module associé. Art antérieur Le cycle d’un moteur à combustion interne comprend plusieurs phases dont l’occurrence est décalée dans le temps pour chaque cylindre, la commande synchronisée des soupapes du moteur thermique étant réalisée par l’arbre à cames. Afin que le cycle de combustion se déroule normalement, il est nécessaire de disposer d’une référence angulaire fiable sur la base de laquelle est déterminée chaque phase de chaque cylindre. L’arbre à cames est entraîné en rotation par le vilebrequin. Le vilebrequin est un dispositif mécanique qui permet, par l’intermédiaire d’une bielle, la transformation du mouvement rectiligne d’un piston en un mouvement de rotation continu, et inversement, assurant ainsi la transmission de l’énergie de combustion du carburant dans les cylindres en énergie mécanique. Ainsi, la connaissance de la position angulaire du vilebrequin permet de connaître une référence angulaire fiable sur la base de laquelle est déterminée chaque phase de chaque cylindre. Une telle référence est disponible par l’intermédiaire d’une roue dentée, aussi appelée cible, solidaire en rotation du vilebrequin. La roue est associée à un capteur dédié, appelé capteur de vilebrequin, dont le rôle in fine est de permettre la détermination de la position angulaire et de la vitesse de rotation de la roue dentée. Le capteur est équipé d’un élément sensible. Selon un exemple, la roue est métallique et l’élément sensible est apte à détecter le métal, tel un capteur à effet hall. Le profil de la roue comporte typiquement une cible qui est munie de repères répartis sur sa périphérie. Le capteur de vilebrequin a pour fonction de transformer le champ magnétique mesuré en signal électrique et ainsi de fournir un signal en potentiel sur deux fils qui lui sont raccordés. Le capteur de vilebrequin est typiquement monté à proximité du volant moteur qui sert de cible rotative ou supporte une telle cible. La cible rotative possède une signature, aussi appelée dent longue ou espace, pour l’anglais gap, formée par une singularité dans le profil (autrement régulier) correspondant habituellement à deux repères manquants, et qui permet de fixer une référence pour la position du vilebrequin. Une telle signature génère un signal différent des autres repères, qui permet de déterminer lorsque la cible rotative a réalisé une rotation complète. Une cible rotative communément employée comprend 60 repères répartis sur la périphérie de la cible rotative, et deux repères consécutifs supprimés pour créer la signature. Une telle cible est appelée cible rotative 60-2. Une autre cible rotative connue est la cible rotative 36-2 (34 repères plus deux repères manquants). La rotation de la cible rotative entraîne des modifications périodiques du flux magnétique dues au passage des repères, qui sont transformées par le capteur en des variations de tension pouvant par la suite être envoyées au calculateur de gestion moteur au moyen de fils électriques. Les variations de tension comprennent des fronts montants et des fronts descendants formant un signal périodique synchronisé avec le passage des repères devant le capteur. À partir des données de tension reçues au moyen des fils électriques, l’homme du métier sait calculer la vitesse de rotation et la position angulaire du vilebrequin pour obtenir les données de base nécessaires à la détermination du point d’injection et au réglage du point d’avance de l’allumage. Le capteur est passif et comporte deux fils qui transmettent chacun l’information de la cible et qui sont déphasés légèrement l’un par rapport à l’autre. Toutefois, il arrive que l’un des deux fils électriques soit déconnecté. Lorsque l’un seul des deux fils électriques est déconnecté, le signal de tension utilisé pour la détermination de la position du moteur est similaire au signal normal (même forme générale). Il est ainsi difficile de détecter la coupure d’un des deux fils. Il existe un procédé pour détecter un fil déconnecté, mais qui ne fonctionne pas à bas régime. En outre, le procédé nécessite une calibration qui n’est pas aisée et qui peut conduire à des cas de fausse détection de déconnexion de fil. Un but de l’invention est de proposer un procédé de détection d’une déconnexion de l’un des fils électriques d’un capteur de vilebrequin d’un moteur à piston et module associé qui pallie les inconvénients de l’état de l’art. À cet effet, il est proposé, selon un premier aspect de l’invention, un procédé de détection de déconnexion de l’un des deux fils électriques d’un capteur magnétique de position angulaire de vilebrequin d’un moteur thermique d’un véhicule, le capteur magnétique étant prévu pour générer un signal de tension dont l’enveloppe présente une amplitude qui varie avec la vitesse de rotation dudit vilebrequin associé audit capteur au sein dudit moteur thermique, ledit véhicule comprenant un calculateur configuré pour : déterminer une position angulaire de référence du vilebrequin correspondant à un minimum local de vitesse à partir du signal de tension, puis à un instant courant : déterminer un minimum local courant de vitesse à partir du signal de tension puis une position angulaire courante du vilebrequin correspondant audit minimum local courant de vitesse déterminé, déterminer un écart de position angulaire égal à la différence entre ladite position angulaire courante et ladite position angulaire de référence, si la valeur absolue dudit écart de minimum de vitesse est supérieure à un seuil prédéterminé, une génération d’une alarme de déconnexion de l’un desdits deux fils électriques. Le procédé peut comprendre une affectation de la valeur de ladite position angulaire courante à la valeur de ladite position de référence, lorsque la valeur absolue dudit écart de minimum de vitesse est inférieure à un seuil prédéterminé. Avantageusement, l’étape génération d’une alarme de déconnexion de l’un desdits deux fils électriques comporte en outre une détermination du fil électrique déconnecté à partir du signe dudit écart de position angulaire. De préférence, le procédé comporte en outre une détermination d’une position courante à partir d’une acquisition d’une vitesse courante de rotation du vilebrequin à partir du signal de tension puis une correction de la position ainsi déterminée à partir dudit écart de position angulaire. Selon un deuxième aspect de l’invention, il est proposé un module de déconnexion de l’un des deux fils électriques d’un capteur magnétique de position angulaire de vilebrequin d’un moteur thermique d’un véhicule, le capteur magnétique étant prévu pour générer un signal de tension dont l’enveloppe présente une amplitude qui varie avec la vitesse de rotation dudit vilebrequin associé audit capteur au sein d’un moteur thermique, le véhicule comprenant un calculateur configuré pour : déterminer une position angulaire de référence du vilebrequin correspondant à un minimum local de vitesse, puis à un instant courant : déterminer un minimum local courant de vitesse à partir du signal de tension puis une position angulaire courante du vilebrequin correspondant audit minimum local courant de vitesse déterminé, déterminer d’un écart de position angulaire égal à la différence entre ladite position angulaire courante et ladite position angulaire de référence, si la valeur absolue dudit écart de minimum de vitesse est supérieure à un seuil prédéterminé, une génération (Eg) d’une alarme de déconnexion de l’un desdits deux fils électriques. Brève description des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés sur lesquels : FIG. 1 illustre un mode de réalisation d’un module selon l’invention et de son environnement physique, FIG. 2 comporte un graphe d’évolution de la vitesse de rotation d’un moteur thermique et un graphe d’un signal de tension généré par un capteur magnétique, FIG. 3 comporte des graphes d’évolution temporelle en tension de signaux traités par une unité de contrôle, et FIG. 4 illustre un mode de réalisation d’un procédé selon l’invention. Description détaillée de l’invention Les modes de réalisation décrits ci-après n’étant nullement limitatifs, on pourra notamment considérer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites, par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques suffit à conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique, de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement suffit à conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieure. Il est maintenant décrit, en référence à la FIG. 1 , un mode de réalisation d’un procédé P de maintenance prédictive d’un capteur magnétique S de position angulaire de vilebrequin A d’un moteur thermique d’un véhicule mis en œuvre par le calculateur Uc, en même temps qu’un module M mettant en œuvre le calculateur Uc. Le calculateur Uc peut recevoir des informations d’une unité de contrôle moteur ECU, ou lui en fournir. Le capteur magnétique S est prévu pour générer un signal de tension dont l’enveloppe E présente une amplitude qui varie avec la vitesse de rotation du vilebrequin A associé au capteur au sein du moteur thermique (voir FIG. 2 ci-après). Le capteur magnétique S est typiquement associé à une cible magnétique C montée solidaire à rotation du vilebrequin A. Plus précisément, deux fils électriques sont raccordés à deux bornes, dites bornes + et bornes -, du capteur. Le signal de tension est égal à la différence de potentiel entre les bornes + et -. La FIG. 2 illustre un exemple d’un graphe d’évolution G1 de la vitesse de rotation du moteur thermique en fonction du temps et un graphe G2 d’un signal de tension généré aux mêmes instants par un capteur magnétique, ledit signal de tension étant un signal alternatif dont l’amplitude est délimitée par une enveloppe E. La FIG. 3 comporte en partie supérieure deux graphes CRK, CRK+ présentant chacun une première période temporelle de 4 millisecondes de forme sinusoïdale présentant une première amplitude correspondant à 250 tours par minute et une deuxième période temporelle de 2 millisecondes de forme sinusoïdale correspondant à 500 tours par minute. L’un des deux graphes CRK correspond à l’évolution temporelle en tension dudit signal de tension et présente une tension moyenne nulle. L’autre des deux graphes CRK+ correspond à l’évolution temporelle en tension du signal issu de la borne + et présente une tension sensiblement égale à 2 Volts. Le signal CRK est le signal normalement reçu par l’ECU, qui correspond à un signal crénelé C après traitement par l’ECU représenté en partie inférieure de la figure. Lorsque le fil censé être raccordé à la borne – n’est plus raccordé ladite borne -, le signal effectivement reçu par l’ECU est en fait le signal CRK+. Le signal crénelé C+ après traitement par l’ECU est également représenté en partie inférieure de la figure. De manière connue, le calculateur Uc est configuré pour déterminer une position angulaire du vilebrequin à partir dudit signal de tension. Comme on le voit, il est difficile de distinguer les signaux C et C+ en l’absence de référence temporelle. Le procédé P selon l’invention comporte une étape de détermination Ea par le calculateur Uc d’une position angulaire de référence du vilebrequin correspondant à un minimum local de vitesse. La détermination d’une position angulaire de référence du vilebrequin correspondant à un minimum local de vitesse est connue de l’homme du métier et le lecteur pourra avantageusement se référer à la publication WO2002245080. Cette détermination consiste à générer une courbe de vitesse au voisinage des points morts hauts de combustion de chacun des cylindres et approximer cette courbe par une parabole obtenue par la méthode mathématique des moindres carrés. Connaissant le minimum de la parabole qui correspond au minimum de vitesse du vilebrequin, la position angulaire du vilebrequin correspondant au minimum de vitesse est ensuite déterminée. Une idée qui est à l’origine de l’invention consiste à remarquer que la position angulaire du minimum de vitesse du vilebrequin n’évolue quasiment pas, ni avec le temps, ni avec le régime moteur. En conséquence, une détection par le calculateur d’une évolution soudaine de la position angulaire du minimum de vitesse signe une défaillance de la mesure et ainsi la déconnexion de l’un des deux fils électriques du capteur. Aussi, le procédé P selon l’invention comporte, après la réalisation de l’étape Ea : une étape Eb de détermination d’un minimum local courant de vitesse à partir du signal de tension puis d’une position angulaire courante du vilebrequin correspondant audit minimum local courant de vitesse déterminé, une étape Ec de détermination d’un écart de position angulaire égal à la différence entre ladite position angulaire courante et ladite position angulaire de référence, si la valeur absolue dudit écart de minimum de vitesse est supérieure à un seuil prédéterminé, une génération Eg d’une alarme de déconnexion de l’un desdits deux fils électriques. Le minimum local courant de vitesse désigne la vitesse de rotation minimale du vilebrequin à proximité du point mort haut de chaque combustion. De manière optionnelle, le procédé peut comporter une affectation Ef de la valeur de ladite position angulaire courante à la valeur de ladite position angulaire de référence lorsque la valeur absolue dudit écart de minimum de vitesse est inférieure à un seuil prédéterminé. De manière préférée, l’étape génération Eg d’une alarme de déconnexion de l’un desdits deux fils électriques comporte en outre une détermination du fil électrique déconnecté à partir du signe dudit écart de position angulaire. Lorsque l’écart de position angulaire est négatif, le fil électrique déterminé est le fil raccordé à la borne -. Lorsque l’écart de position angulaire est positif, le fil électrique déterminé est le fil raccordé à la borne +. Par la suite, une détermination d’une position angulaire par le calculateur à partir du signal de tension peut avantageusement être corrigée à partir de l’écart de position angulaire, ce qui permet de synchroniser les soupapes alors qu’un fil est déconnecté. Le module M selon l’invention peut être implémenté sous forme de module électronique comportant une mémoire dans laquelle est stocké un produit programme d’ordinateur comportant des instructions prévues pour être exécutées par le calculateur UC ou par l’unité de contrôle du moteur ECU qui remplace alors le calculateur UC. Enfin, le procédé selon l’invention et le module correspondant peuvent être mis en œuvre avec des capteurs autres que magnétiques, pourvu que le capteur soit sensible au passage d’éléments de repère de la cible. Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention. De plus, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l’invention peuvent être associés les uns avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles ou exclusifs les uns des autres. Procédé de détection de déconnexion de l’un des deux fils électriques d’un capteur magnétique (S) de position angulaire de vilebrequin (A) d’un moteur thermique d’un véhicule, le capteur magnétique étant prévu pour générer un signal de tension dont l’enveloppe (E) présente une amplitude qui varie avec la vitesse de rotation dudit vilebrequin (A) associé audit capteur au sein dudit moteur thermique, ledit véhicule comprenant un calculateur (Uc) configuré pour : déterminer (Ea) une position angulaire de référence du vilebrequin correspondant à un minimum local de vitesse à partir du signal de tension, puis à un instant courant : déterminer (Eb) un minimum local courant de vitesse à partir du signal de tension puis une position angulaire courante du vilebrequin correspondant audit minimum local courant de vitesse déterminé, déterminer (Ec) un écart de position angulaire égal à la différence entre ladite position angulaire courante et ladite position angulaire de référence, si la valeur absolue dudit écart de minimum de vitesse est supérieure à un seuil prédéterminé, une génération (Eg) d’une alarme de déconnexion de l’un desdits deux fils électriques. Procédé selon la revendication 1, comprenant une affectation (Ef) de la valeur de ladite position angulaire courante à la valeur de ladite position de référence, lorsque la valeur absolue dudit écart de minimum de vitesse est inférieure à un seuil prédéterminé. Procédé selon l’une des deux revendications précédentes, dans lequel l’étape génération (Eg) d’une alarme de déconnexion de l’un desdits deux fils électriques comporte en outre une détermination du fil électrique déconnecté à partir du signe dudit écart de position angulaire. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant une détermination d’une position courante à partir d’une acquisition d’une vitesse courante de rotation du vilebrequin (A) à partir du signal de tension puis une correction de la position ainsi déterminée à partir dudit écart de position angulaire. Module (M) de déconnexion de l’un des deux fils électriques d’un capteur magnétique (S) de position angulaire (A) de vilebrequin d’un moteur thermique d’un véhicule, le capteur magnétique étant prévu pour générer un signal de tension dont l’enveloppe (E) présente une amplitude qui varie avec la vitesse de rotation dudit vilebrequin (A) associé audit capteur au sein d’un moteur thermique, le véhicule comprenant un calculateur (Uc) configuré pour : déterminer (Ea) une position angulaire de référence du vilebrequin correspondant à un minimum local de vitesse, puis à un instant courant : déterminer (Eb) un minimum local courant de vitesse à partir du signal de tension puis une position angulaire courante du vilebrequin correspondant audit minimum local courant de vitesse déterminé, déterminer (Ec) d’un écart de position angulaire égal à la différence entre ladite position angulaire courante et ladite position angulaire de référence, si la valeur absolue dudit écart de minimum de vitesse est supérieure à un seuil prédéterminé, une génération (Eg) d’une alarme de déconnexion de l’un desdits deux fils électriques.