FR2946692A1

FR2946692A1 - Distribution d'un moteur a combustion et procede de synchronisation associe

Info

Publication number: FR2946692A1
Application number: FR0953967A
Authority: FR
Inventors: Fabrice Grisi
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2009-06-15
Filing date: 2009-06-15
Publication date: 2010-12-17

Abstract

L'invention porte sur un dispositif de distribution d'un moteur à combustion, comportant au moins un pignon denté lié à un vilebrequin (6) et au moins un pignon denté lié à un arbre à cames, une boucle de transmission ayant une pluralité de sections d'engrènement, s'engrenant sur lesdits pignons, caractérisé en ce que le nombre de sections d'engrènement de la boucle est un multiple du nombre de dents du pignon lié à l'arbre à cames, et la boucle présente au moins une singularité dont le passage en regard d'un capteur est détectable par ledit capteur. L'invention porte également sur une chaîne de distribution particulièrement adaptée à un tel dispositif. L'invention porte également sur un procédé de synchronisation d'un moteur mettant en jeu un tel dispositif. L'invention porte également sur un moteur muni d'un tel dispositif.

Description

DISTRIBUTION D'UN MOTEUR A COMBUSTION ET PROCEDE DE SYNCHRONISATION ASSOCIE [0001] L'invention porte sur le domaine de la synchronisation d'un moteur à combustion, c'est-à-dire des dispositifs et procédés permettant de connaitre la position ou phasage d'un moteur à combustion dans le cycle de combustion. [0002] Afin de connaitre et de suivre la position de chacun des pistons d'un moteur à combustion dans un cycle, les calculateurs électroniques disposent généralement d'informations fournies par deux capteurs, qui caractérisent respectivement la rotation du vilebrequin du moteur (on parle alors de capteur de régime), et la rotation d'au moins un arbre à cames (on parle alors de capteur de position AAC ou arbre à cames). [0003] Au cours d'un cycle d'un moteur à 4 temps, le vilebrequin effectue 2 tours pendant un cycle, soit une rotation de 720°. La synchronisation du moteur consiste à connaitre la position, ou le phasage, du moteur dans ce cycle. [0004] Généralement, le volant moteur, solidaire du vilebrequin du moteur, est pourvu sur sa périphérie d'un ensemble de dents, appelé cible, en regard de laquelle est positionné le capteur de régime. Il délivre une tension alternative en créneaux, présentant des fronts électriques montants et des fronts électriques descendants, et dont la fréquence varie avec le régime du moteur. On ménage des dents manquantes sur la denture portée par le volant moteur. Le capteur va détecter ces lacunes apportant ainsi une information sur la position du vilebrequin. [0005] Typiquement, le volant moteur peut présenter, par exemple, 58 dents et deux lacunes (c'est-à-dire une denture de 60 dents dont 2 manquantes). Il y a une corrélation entre le passage de la cible en face du capteur et le signal électrique émis. Le contrôle moteur adapte l'information sur la position en angle du vilebrequin en fonction des signaux émis par le capteur. [0006] On notera en outre que la détection de la lacune ne suffit pas à positionner de façon absolue le moteur dans le cycle, puisqu'une absence de dent peut correspondre à deux instants distincts du cycle. La détection d'une singularité par le capteur de régime ne permet qu'une détection sur 360°. Afin de trancher entre les deux positions possibles, on met en oeuvre dans la plupart des cas un dispositif analogue sur au moins un arbre à cames du moteur, avec une denture présentant au moins une lacune (ou singularité) et un capteur en regard. L'arbre à came ne faisant qu'un tour par cycle, la détection de la lacune dans la denture ménagée permet de trancher entre les deux positions possibles, et d'obtenir ainsi ce que l'on appelle la synchronisation totale du moteur. [0007] Les informations issues des capteurs de régime et AAC permettent ainsi d'obtenir une information précise de la position du moteur sur 720°. [0008] Le signal issu du capteur de position de l'arbre à cames permet généralement également de remplir d'autres fonctions, par exemple de garantir un mode de fonctionnement dégradé en cas de défaillance du capteur de régime observant la rotation du vilebrequin. [0009] Généralement, les arbres à cames sont entrainés par la rotation du vilebrequin, par l'intermédiaire d'une boucle de transmission pouvant être une chaîne ou une courroie crantée, s'engrenant sur des pignons dentés respectivement liés au vilebrequin et à au moins un arbre à cames. La boucle de transmission comporte ainsi une succession de sections d'engrènement, pouvant être des maillons pour une chaîne, ou un espace entre deux crantage pour une courroie. [0010] Cependant, le capteur de position relatif à au moins un arbre à cames est un dispositif nécessitant la mise en place d'une cible dentée spécifique dans un environnement ou la place disponible est très limitée, et, en outre, qui n'offre qu'une précision faible quant au positionnement du moteur dans le cycle. De fait, l'information du capteur de régime relatif au vilebrequin est nécessaire pour connaitre avec précision la position du moteur dans le cycle, et, lorsque cette information vient à manquer, le mode dégradé doit se contenter d'une information extrêmement imprécise. [0011] Dans l'invention, on résout ces problèmes par un dispositif de distribution d'un moteur à combustion, comportant au moins un pignon denté lié à un vilebrequin et au moins un pignon denté lié à un arbre à cames, une boucle de transmission ayant une pluralité de sections d'engrènement, s'engrenant sur lesdits pignons, dans lequel le nombre de sections d'engrènement de la boucle est un multiple du nombre de dents du pignon lié à l'arbre à cames et la boucle présente au moins une singularité dont le passage en regard d'un capteur est détectable par ledit capteur. Ce dispositif peut se substituer à l'ensemble cible / capteur relatif à un arbre à came du moteur. La cible généralement présente sur l'arbre à cames peut ainsi être supprimée [0012] De préférence, la boucle présente plusieurs singularités régulièrement réparties le long de la boucle. [0013] De préférence, le nombre de singularités de la boucle est un nombre entier diviseur du nombre de dents du pignon lié à l'arbre à cames. Ainsi, lorsque qu'une singularité passe devant le capteur, le moteur se trouve toujours dans la même position (il présente le même phase), ce qui permet la synchronisation du moteur, ou qui permet l'autorisation de la prise en compte des informations transmises par le capteur de régime, observant la cible liée au vilebrequin. [0014] De préférence, la boucle est une chaîne dont les sections d'engrènement sont des maillons comportant des axes liés entre eux par des flasques, et une singularité est constituée d'une plaquette pontant les axes d'un maillon. Ainsi, cette singularité est aisément obtenue, sans nuire au bon fonctionnement de la chaîne. En outre, une telle plaquette est facilement détectable par un capteur de technologie classique, comme un capteur inductif couramment employé dans les dispositifs de synchronisation des moteurs à combustion. [0015] De préférence, le capteur est un capteur inductif apte à détecter également le passage des axes des maillons. Chaque axe ainsi détecté permet de connaitre finement la position du moteur. Dans le cadre d'un mode de synchronisation dégradé, par exemple en cas de défaillance du capteur de régime, il est ainsi possible de disposer d'une information relativement précise sur la position du moteur dans le cycle. [0016] L'invention porte également sur une chaîne de distribution d'un moteur à combustion, comportant des maillons formés d'axes reliés entre eux par des flasques, et présentant au moins une singularité constituée d'une plaquette pontant les axes d'un maillon. [0017] De préférence, la chaîne présente plusieurs maillons pontés par une plaquette, régulièrement répartis le long de la chaîne. [0018] Cette chaîne est ainsi particulièrement bien adaptée à la mise en oeuvre d'un dispositif tel que précédemment décrit. [0019] L'invention porte également sur un procédé de synchronisation d'un moteur muni d'un dispositif de distribution conforme à l'invention, caractérisé par une étape de détection du passage d'une singularité de la boucle distribution du moteur, et par l'association de cette détection à un phasage déterminé du moteur. Un tel procédé tire parti du dispositif décrit dans l'invention. En mettant en oeuvre un tel procédé, on peut supprimer le capteur observant la position de l'arbre à cames et la cible généralement liée à l'arbre à cames du moteur, tout en assurant une plus grande précision dans un mode de fonctionnement dégradé du moteur, lorsque le signal en provenance du capteur de régime est défaillant.* [0020] L'invention porte également sur un moteur à combustion muni d'un dispositif selon l'invention. Un tel moteur peut notamment être dépourvu de capteur observant la position de l'arbre à cames et la cible généralement liée à l'arbre à cames. Le phasage d'un tel moteur lors de son fonctionnement en mode dégradé en cas de défaillance du signal issu du capteur de régime est connu de manière plus précise que dans le cadre d'un moteur conventionnel. [0021] L'invention est décrite plus en détail ci-après et en référence aux figures représentant schématiquement le système dans son mode de réalisation préférentiel, dans lequel la boucle de transmission ayant une pluralité de sections d'engrènement est une chaîne. [0022] La figure 1 présente schématiquement quelques maillons d'une chaîne de distribution d'un moteur à combustion, conforme à l'invention. [0023] La figure 2 présente schématiquement l'engrènement d'une chaîne conforme à l'invention sur un pignon destiné à être lié à un vilebrequin. [0024] Dans la variante de l'invention ici représentée, un dispositif selon l'invention comporte une chaîne qui présente une succession de maillons destinés à s'engrener sur les pignons du dispositif de distribution du moteur, et notamment un pignon lié au vilebrequin 6 et un pignon lié à un arbre à cames. Le vilebrequin tournant deux fois plus rapidement que les arbres à cames, le pignon lié au vilebrequin 6 comporte deux fois moins de dents que le pignon lié à un arbre à cames. [0025] Les maillons de la chaîne sont, de manière classique, préférentiellement constitués d'axes 1, reliés entre eux par des flasques extérieures 2 et des flasques intérieures 3. [0026] Dans l'invention, un capteur analogue au capteur généralement utilisé en regard de la cible portée par un arbre à came est positionné en regard de la chaîne de distribution d'un moteur à combustion. Ce capte est positionné de manière à détecter le passage de chaque axe 1 de rotation de la chaîne. Typiquement, la zone de détection 4 du capteur est positionnée de sorte à détecter la succession des axes et des ouvertures des maillons de la chaîne. [0027] Une cible classique sur l'arbre à cames présente au maximum 5 dents visibles en 2 tours moteur, tandis que dans le même temps la chaîne aura avancé d'un nombre de maillons égal au nombre de dents du pignon d'entrainement de l'arbre à cames, typiquement 40. On obtient ainsi soit 8 fois plus de précision sur la mesure qu'avec une cible classique, car on obtient 8 fois plus d'information de changements d'états du capteur. Dans l'exemple représenté en figure 2, le pignon denté lié au vilebrequin 6 comporte 13 dents, le pignon denté lié à un arbre à cames comporte donc 26 dents. [0028] Dans l'invention, pour repérer la position du moteur dans le cycle des 4 temps du moteur, un ou plusieurs maillons spéciaux seront positionnés dans la chaîne, à équidistance. [0029] Dans l'invention, la chaîne de distribution présente un nombre de maillons qui est un multiple du nombre de dents du pignon lié à l'arbre à came. Ceci est nécessaire afin que le passage des singularités devant un capteur corresponde à un instant précis et invariant du cycle. [0030] Dans l'invention, et conformément à la représentation qui en est faite en figure 2, les singularités présentes sur la chaîne sont préférentiellement des plaquettes 5 pontant la partie supérieure entre les deux axes d'un maillon (partie qui ne s'engrène pas avec un pignon), c'est-à-dire comblant l'espace entre deux axes 1 dans la zone de détection 4 du capteur. L'espace entre les maillons n'est pas bouché en partie inférieure, afin de permettre l'engrènement sur les pignons du dispositif de distribution. [0031] Les plaquettes ferment ainsi l'espace présent entre 2 axes d'un maillon, et le capteur, qui peut être un capteur inductif tel que généralement utilisé dans les dispositifs de synchronisation des moteurs à combustion, détectera le passage d'un élément sensiblement trois fois plus long que lors du passage de l'axe d'un maillon qui n'est pas ponté. [0032] L'invention ainsi décrite offre de multiples avantages. Elle permet notamment : • une suppression cible lié à un arbre à cames, ce qui conduit à une réduction de coût ainsi qu'un gain en encombrement, • une augmentation de la précision de la synchronisation en cas de défaut sur le capteur de régime observant la rotation du vilebrequin, lorsque la perte du signal nécessite de passer en mode de fonctionnement dégradé • une validation plus rapide des informations en provenance du capteur de régime, car elle nécessite des changements d'état du capteur traduisant la rotation d'un arbre à cames.

Claims

Revendications: 1. Dispositif de distribution d'un moteur à combustion, comportant au moins un pignon denté lié à un vilebrequin (6) et au moins un pignon denté lié à un arbre à cames, une boucle de transmission ayant une pluralité de sections d'engrènement, s'engrenant sur lesdits pignons, caractérisé en ce que : • le nombre de sections d'engrènement de la boucle est un multiple du nombre de dents du pignon lié à l'arbre à cames et • la boucle présente au moins une singularité dont le passage en regard d'un capteur est détectable par ledit capteur.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par plusieurs singularités régulièrement réparties le long de la boucle.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le nombre de singularités de la boucle est un nombre entier diviseur du nombre de dents du pignon lié à l'arbre à cames.
4. Dispositif selon la revendication l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la boucle est une chaîne dont les sections d'engrènement sont des maillons comportant des axes (1) liés entre eux par des flasques (3,4) et en ce qu'une singularité est constituée d'une plaquette (5) pontant les axes (1) d'un maillon.
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le capteur est un capteur inductif apte à détecter également le passage des axes (1) des maillons.
6. Chaîne de distribution d'un moteur à combustion, comportant des maillons formés d'axes (1) reliés entre eux par des flasques (3,4), caractérisée en ce qu'elle présente au moins une singularité constituée d'une plaquette (5) pontant les axes (1) d'un maillon.
7. Chaîne de distribution d'un moteur à combustion selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle présente plusieurs maillons pontés par une plaquette (5), régulièrement répartis le long de la chaîne.
8. Procédé de synchronisation d'un moteur muni d'un dispositif de distribution selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par une étape de détection du passage d'une singularité de la boucle distribution du moteur, et par l'association de cette détection à un phasage déterminé du moteur.
9. Moteur à combustion muni d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 5.