FR3042860A1 - Procede de determination de la position angulaire d'un moteur - Google Patents

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Abstract

Procédé de détermination de la position angulaire d'un moteur au moyen d'un capteur vilebrequin (CRK) et d'un capteur arbre à cames (CAM) comprenant les étapes suivantes : • production d'un évènement « tour » (T) par le capteur vilebrequin (CRK), • détermination de la position angulaire de l'arbre à cames par identification des évènements « début de dent » et « fin de dent » suivants ledit évènement « tour » (T), en mode rapide, sur au plus un tour vilebrequin, si un évènement « défaut dent » (DD) se produit après l'évènement « tour » (T) et si la détermination de la position angulaire de l'arbre à cames échoue, le procédé se poursuit par une étape de : • détermination de la position angulaire de l'arbre à cames par identification, en mode lent, sur au moins deux tours vilebrequin.

Description

La présente invention concerne un procédé de synchronisation d’un moteur. La synchronisation d’un moteur est l’opération qui consiste à déterminer la position angulaire d’un moteur. Cette détermination est essentielle afin de pouvoir ensuite contrôler le moteur et réaliser, au bon moment dans cycle moteur, par exemple, l’injection de carburant.
Un moteur, tel un moteur à explosion, comporte pour cela un capteur vilebrequin et au moins un capteur arbre à cames.
Un capteur vilebrequin comprend une roue dentée vilebrequin, solidaire en rotation du vilebrequin, comprenant un grand nombre de dents régulières et un repère de tour. Le capteur vilebrequin comprend encore un détecteur vilebrequin en regard de ladite roue dentée vilebrequin apte à détecter une présence/absence de matière et ainsi à détecter une dent ou un créneau.
La roue dentée vilebrequin est angulairement divisée équitablement en un grand nombre de dents régulières permettant ainsi de connaître avec précision la position angulaire du vilebrequin. La roue dentée vilebrequin comprend encore un repère de tour permettant un repérage absolu d’une position angulaire donnée, une fois par tour. Ledit repère de tour est généralement associé à une position du moteur, telle que classiquement le point mort haut du premier cylindre.
Cependant, pour un moteur quatre temps, un vilebrequin effectue exactement deux tours par cycle du moteur. Aussi la connaissance de la position angulaire du repère de tour est insuffisante pour indiquer la position angulaire du moteur, puisque connue avec une incertitude d’un tour sur deux.
Afin de préciser sur quel tour parmi deux est le moteur, il peut être utilisé un capteur arbre à cames.
Un capteur arbre à cames comprend une roue dentée arbre à cames, solidaire en rotation d’un arbre à cames, comprenant un petit nombre de dents, avantageusement irrégulières. Le capteur arbre à cames comprend encore un détecteur arbre à cames en regard de ladite roue dentée arbre à cames apte à détecter une présence/absence de matière et ainsi à détecter une dent ou un créneau.
Le petit nombre de dents de la roue dentée arbre à cames ne permet pas de connaître avec précision la position angulaire de l’arbre à came et donc du moteur. Cependant un arbre à cames effectue exactement un tour par cycle du moteur. Aussi cette caractéristique permet de lever le doute sur le tour vilebrequin parmi deux et ainsi, en complément des informations obtenues du capteur vilebrequin, de déterminer complètement la position angulaire du moteur.
Ladite levée de doute / détermination du tour vilebrequin parmi deux est réalisée par identification des dents et créneaux de la roue dentée arbre à cames en fonction de leur longueur respective, issues d’un profil de roue dentée arbre à cames connu.
Ladite levée de doute/détermination est typiquement réalisée, au plus vite, en mode rapide, dès qu’une correspondance avec ledit profil est validée.
Cependant un tel mode opératoire peut, de manière préjudiciable, être leurré, si le moteur change de sens de rotation et tourne à l’envers. Si un moteur est réputé synchronisé, alors qu’il tourne à l’envers, une injection de carburant peut être commandée, et peut entraîner des effets dommageables pour le moteur.
Aussi, l’invention propose un procédé de synchronisation d’un moteur apte à détecter une rotation en sens inverse et à empêcher dans ce cas une synchronisation. L’invention a pour objet un procédé de détermination de la position angulaire d’un moteur au moyen d’un capteur vilebrequin comprenant un détecteur vilebrequin en regard d’une roue dentée vilebrequin, effectuant deux tours par cycle moteur, et comprenant un grand nombre de dents régulières et un repère de tour, le détecteur vilebrequin étant apte à produire un évènement « dent » correspondant à un front pour chacune desdites dents, un évènement « tour » pour le repère de tour, et un évènement « défaut dent » lorsque deux évènements « dent » successifs sont anormalement éloignés, et d’un capteur arbre à cames comprenant un détecteur arbre à cames en regard d’une roue dentée arbre à cames, effectuant un tour par cycle moteur, et comprenant un petit nombre de dents irrégulières, le détecteur arbre à cames étant apte à produire un évènement « début de dent >> pour chaque front montant et un évènement « fin de dent >> pour chaque front descendant, comprenant les étapes suivantes : • production d’un évènement « tour >> par le capteur vilebrequin, • détermination de la position angulaire de l’arbre à cames par identification des évènements « début de dent >> et « fin de dent >> suivants ledit évènement « tour >>, en mode rapide, sur au plus un tour vilebrequin, et si un évènement « défaut dent » est produit après l’évènement « tour » et si la détermination de la position angulaire de l’arbre à cames a échoué, le procédé se poursuit par une étape de : • détermination de la position angulaire de l’arbre à cames par identification des évènements « début de dent » et « fin de dent >>, en mode lent, sur au moins deux tours vilebrequin.
Selon une autre caractéristique, la détermination de la position angulaire de l’arbre à cames par identification en mode lent, est reprise en mode lent, tant qu’elle échoue.
Selon une autre caractéristique, un « défaut dent » ne peut être produit dans une fenêtre d’étendue ledit grand nombre de dents tolérancée par +/- une tolérance de dents suivant un évènement « tour », avec préférentiellement une tolérance égale à 2 dents.
Selon une autre caractéristique, la roue dentée vilebrequin est angulairement régulièrement divisée en 60 et comprend un grand nombre de dents égal à 58 et 2 dents consécutives manquantes formant le repère de tour.
Selon une autre caractéristique, la roue dentée arbre à cames comprend un petit nombre de dents égal à 4, comprenant une première petite dent, suivie d’un premier petit creux, suivi d’une première grande dent, suivie d’un deuxième petit creux, suivi d’une deuxième grande dent, suivie d’un premier grand creux, suivi d’une deuxième petite dent, suivie d’un deuxième grand creux, une petite dent s’étendant préférentiellement sur 44°, une grande dent s’étendant préférentiellement sur 146°, un petit creux s’étendant préférentiellement sur 34°, et un grand creux s’étendant préférentiellement sur 136°, les angles étant repérés relativement à un cycle moteur. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins sur lesquels : - la figure 1 montre sur un diagramme temporel, un signal vilebrequin et un signal arbre à cames en regard, sur un cycle moteur complet, - la figure 2 montre sur un diagramme temporel, un signal vilebrequin et un signal arbre à cames en regard, dans le cas d’un moteur tournant en sens direct, - la figure 3 montre sur un diagramme temporel, un signal vilebrequin et un signal arbre à cames en regard, dans le cas d’un moteur tournant en sens direct jusqu’à un défaut dent DD et en sens inverse après, - la figure 4 montre une prolongation du diagramme temporel de la figure 3.
Le vilebrequin est l’arbre de sortie d’un moteur. Il tourne entraîné directement par la ou les bielles et effectue deux tours par cycle moteur. Un arbre à cames, commandant les soupapes, est un arbre entraîné indirectement, via une transmission de distribution, par le vilebrequin, et effectue un tour par cycle moteur. Un cycle moteur est alors classiquement repéré en fonction de l’angle d’orientation du vilebrequin sur 720°.
Un capteur vilebrequin ou CRK (de l’anglais « crank » : vilebrequin) permet de connaître la position angulaire du vilebrequin. Pour cela, un capteur vilebrequin comprend une roue dentée vilebrequin et un détecteur vilebrequin, disposé en regard de ladite roue dentée vilebrequin et apte à détecter une présence/absence de matière et ainsi à détecter une dent ou un créneau. La roue dentée vilebrequin est solidaire en rotation du vilebrequin, tandis que le détecteur vilebrequin est fixe. La roue dentée vilebrequin comprend un grand nombre N de dents régulières et un repère de tour, unique permettant de déterminer une position angulaire particulière à chaque tour, de manière absolue. La roue dentée vilebrequin est angulairement divisée équitablement en un grand nombre de dents régulières permettant ainsi de connaître avec précision la position angulaire du vilebrequin, en comptant les dents, relativement au repère de tour. Ledit repère de tour est généralement associé à une position du moteur, telle que classiquement le point mort haut d’un cylindre, par exemple le premier cylindre.
Le détecteur vilebrequin disposé en regard de la roue dentée vilebrequin est apte à détecter une présence de matière en regard d’une dent et une absence de matière en regard d’un creux ou créneau. Le détecteur vilebrequin ou une unité de traitement, que l’on associe et confond au détecteur vilebrequin pour les besoins de la présente, est apte à produire un évènement « dent » d pour chacune des N dents de la roue dentée vilebrequin. Un tel évènement « dent » d correspondant typiquement à un front pour chaque dent. Compte tenu du grand nombre N de dents présents sur la roue dentée vilebrequin, un seul front par dent, parmi le front montant ou le front descendant, peut être retenu. De manière classique le front descendant est utilisé pour former l’évènement « dent » d. Cette hypothèse est retenue pour la suite de la description.
Le détecteur vilebrequin est encore apte à produire un évènement « tour » T lorsqu’il détecte le repère de tour.
Le profil des dents de la roue dentée vilebrequin est symétrique. Aussi il ne permet pas de connaître le sens de rotation de la roue dentée vilebrequin et du vilebrequin. Le sens de rotation du moteur, et donc du vilebrequin et de l’arbre à cames, est supposé normal, initialement au démarrage, lorsque le procédé de synchronisation est mis en œuvre. Cependant, ce sens de rotation peut selon certaines circonstances s’inverser, faisant tourner le moteur en sens inverse.
Il est supposé, pour simplifier la description, que les évènements « dent » d sont produits sur des fronts descendants. Un raisonnement identique pourrait être effectué pour des fronts montants.
Au moment de l’inversion du sens de rotation, le détecteur vilebrequin voit un dernier front, descendant, puisque les évènements « dent » d sont des fronts descendants, puis un dernier creux où s’effectue l’arrêt de la rotation selon une première hypothèse. Alternativement, selon une deuxième hypothèse la rotation se poursuit et le détecteur vilebrequin voit encore un dernier front montant, donc ignoré puisque montant, précédant une dernière dent où s’effectue l’arrêt de la rotation.
Lorsque la roue dentée vilebrequin repart dans l’autre sens, selon la première hypothèse le détecteur vilebrequin voit, dans l’autre sens, le début du dernier creux. Il voit ensuite un front montant, donc ignoré puisque montant, qui n’est autre que le dernier front descendant vu dans l’autre sens. Il voit ensuite une dent et un front descendant, qui forme un nouvel évènement « dent >> d.
Lorsque la roue dentée vilebrequin repart dans l’autre sens, selon la deuxième hypothèse le détecteur vilebrequin voit, dans l’autre sens, le début de la dernière dent. Il voit ensuite un front descendant, qui forme un nouvel évènement « dent >> d. Ce front descendant n’est autre que le dernier front montant vu dans l’autre sens.
Il en résulte que le dernier front descendant vu avant le changement de sens et le premier front descendant suivant vu après le changement de sens produisent des évènements « dent >> d qui sont le plus souvent plus proches ou plus éloignés l’un de l’autre que deux évènements « dent >> d produits par deux dents successives vues selon un même sens de rotation. Une telle variation de la distance/périodicité entre deux évènements « dent >> d successifs lors d’un changement de sens, comparativement à une distance/périodicité préalable selon un même sens de rotation, est identifiable par le détecteur vilebrequin qui produit en conséquence un évènement « défaut dent » DD.
Certains algorithmes de traitement permettent d’éviter de confondre un évènement « tour » T avec un évènement « défaut dent » DD.
Selon un mode de réalisation courant, mais non obligatoire, la roue dentée vilebrequin est angulairement équitablement divisée en 60 dents régulières. Deux dents consécutives sont supprimées afin de former le repère de tour. Ceci conduit, à un signal CRK, tel que vu par le détecteur vilebrequin, tel qu’illustré à la partie supérieure de la figure 1. Le signal CRK présente, périodiquement, un évènement « tour » T au niveau des 2 dents manquantes et plus précisément au niveau de la 1ere dent suivant les deux dents manquantes, suivi de 57 évènements « dent » d, tant que le vilebrequin tourne dans un même sens. Il peut être noté que le nombre de dents effectives est de 58. Cependant l’évènement « tour » coïncide avec un premier évènement « dent ». Aussi les évènements « dents » suivants sont au nombre de 57.
Suite à une détection d’un évènement « tour » T, un nouvel évènement « tour » T est attendu un tour de roue dentée vilebrequin plus tard. Il est avantageusement vérifié que ce nouvel évènement « tour » T est situé dans une fenêtre de N=58 +1-2 évènements « dent » d, y compris l’évènement « dent » coïncidant avec l’évènement « tour », après le précédent évènement « tour » T. La non vérification de cette condition, que le nouvel évènement « tour » T arrive trop tôt ou trop tard, pourrait être utilisée pour détecter une erreur.
Afin d’éviter de confondre un évènement « tour » T avec un évènement « défaut dent » DD, une fenêtre similaire de N=58 +/-n=2 évènements « dent » d après chaque évènement « tour >> T est employée dans laquelle il n’est pas possible de produire un évènement « défaut dent >> DD. Dès qu’un premier évènement « tour >> T est détecté, la position angulaire de la roue dentée vilebrequin, et donc du vilebrequin, est connue avec une précision inverse du nombre de dents total N+2, y compris les deux dents manquantes, de la roue dentée vilebrequin, soit d’autant plus précise que le nombre N de dents effectives ou le nombre N+2 de dents total est grand. Le vilebrequin est synchronisé. Aussi est-il avantageux que la roue dentée vilebrequin comprenne un grand nombre N de dents.
Cependant, pour un moteur quatre temps, un vilebrequin effectue exactement deux tours par cycle du moteur. Aussi la connaissance de la position angulaire du repère « tour >> et la synchronisation du vilebrequin sont insuffisantes pour indiquer la position angulaire du moteur, puisque connue avec une incertitude d’un tour sur deux.
Afin de préciser sur quel tour parmi deux est le moteur, il peut être utilisé un capteur arbre à cames.
Un capteur arbre à cames ou CAM permet de connaître la position angulaire d’un arbre à cames. Un arbre à cames effectue, en synchronisme avec le vilebrequin, un tour par cycle moteur. Aussi la connaissance de la position angulaire d’un arbre à cames renseigne sur la position angulaire du moteur. La détermination de la position angulaire de l’arbre à cames n’a pas à être très précise en ce qu’elle est surtout utile pour lever le doute en précisant sur quel tour parmi deux tourne le vilebrequin. La précision de la position angulaire du moteur est fournie par la précision du capteur vilebrequin.
Pour connaître la position angulaire de l’arbre à cames, le capteur arbre à cames CAM comprend une roue dentée arbre à cames et un détecteur arbre à cames, disposé en regard de ladite roue dentée arbre à cames et apte à détecter une présence/absence de matière et ainsi à détecter une dent ou un créneau. La roue dentée arbre à cames est solidaire en rotation de l’arbre à cames, tandis que le détecteur arbre à cames est fixe. La roue dentée arbre à cames comprend un petit nombre de dents, avantageusement irrégulières.
Le petit nombre P de dents de la roue dentée arbre à cames ne permet pas de connaître avec précision la position angulaire de l’arbre à came et donc du moteur. Cependant un arbre à cames effectue exactement un tour par cycle du moteur. Aussi cette caractéristique permet de lever le doute sur le tour vilebrequin parmi deux et ainsi en complément des informations obtenues du capteur vilebrequin de déterminer complètement la position angulaire du moteur.
Ladite levée de doute / détermination du tour vilebrequin parmi deux est réalisée par identification des dents et créneaux de la roue dentée arbre à cames en fonction de leur longueur respective, issues d’un profil de roue dentée arbre à cames connu. Cette identification bénéficie avantageusement de l’irrégularité des dents de la roue dentée arbre à cames.
Le détecteur arbre à cames disposé en regard de la roue dentée arbre à cames est apte à détecter une présence de matière en regard d’une dent et une absence de matière en regard d’un creux ou créneau. Le détecteur arbre à cames ou une unité de traitement, que l’on associe et confond au détecteur arbre à cames pour les besoins de la présente, est apte à produire deux évènements : « début de dent » et « fin de dent >> pour chacune des dents de la roue dentée arbre à cames. Un évènement « début de dent >> correspondant typiquement à un front montant d’une dent. Un évènement « fin de dent >> correspondant typiquement à un front descendant d’une dent. Compte tenu du petit nombre P de dents présents sur la roue dentée arbre à cames, tous les fronts, montant et descendant, sont retenus.
En corrélant un signal CAM, issu d’un capteur arbre à cames avec un signal CRK issu d’un capteur vilebrequin, il est possible, en éliminant le temps, de graduer un signal arbre à cames angulairement plutôt que temporellement.
Il convient de noter ici que les angles utilisés sont, par convention, repérés relativement à un cycle moteur, soit modulo720°. Is sont donc doubles des angles effectifs de rotation pour l’arbre à cames ou sa roue dentée. Ainsi, par exemple, lorsqu’il est écrit qu’une petite dent PD1, PD2 présente une longueur/étendue angulaire de 44°, une petite dent occupe effectivement sur la roue dentée arbre à cames un secteur angulaire de 22°.
Muni d’une telle graduation angulaire, il est possible en comparant les longueurs angulaires des dents, les longueurs angulaires des creux, la distance angulaire entre un évènement « tour » T précédent et la première dent ou le premier creux, et/ou la distance angulaire entre la dernière dent ou le dernier creux et un évènement « tour » T suivant, avec un profil connu de la roue dentée arbre à cames, de déterminer, par toute méthode de reconnaissance de forme, la position angulaire de la roue dentée arbre à cames.
Selon un mode de réalisation possible, la roue dentée arbre à came comprend quatre dents irrégulières et quatre creux les séparant, irréguliers aussi, soit une première petite dent PD1, suivie d’un premier petit creux PC1, suivi d’une première grande dent GD1, suivie d’un deuxième petit creux PC2, suivi d’une deuxième grande dent GD2, suivie d’un premier grand creux GC1, suivi d’une deuxième petite dent PD2, suivie d’un deuxième grand creux GC2. Les petites dents PD1, PD2 présentent une longueur/étendue angulaire de 44°, les petits creux PC1, PC2 présentent une longueur/étendue angulaire de 34°, les grandes denfe GD1, GD2 présentent une longueur/étendue angulaire de 146°, et les grands ceux GC1, GC2 présentent une longueur/étendue angulaire de 136°. La roue dentée arbre à cames correspond à une étendue totale (pour un tour) de 720°. Le début ou front montant de la première petite dent PD1 est situé ici 76° après un évènement « tour » T de la roue dentée vilebrequin, mais cette distance angulaire peut varier en fonction du calage de la distribution. Ceci produit un signal CAM tel qu’illustré à la partie inférieure de la figure 1.
En se basant sur le mode de réalisation illustratif de la roue dentée arbre à cames précédemment décrit, il va maintenant être décrit un mode de réalisation, dit mode rapide, de détermination de la position angulaire de l’arbre à cames. Le but du mode rapide est de déterminer une correspondance entre le signal CAM et le profil de la roue dentée arbre à cames au plus vite afin de réaliser une synchronisation du moteur au plus vite. Aussi une synchronisation est validée dès qu’une correspondance peut être observée.
Le principe consiste à utiliser, après détection d’un évènement « tour >>, chaque évènement « début de dent » et/ou « fin de dent » produit, ainsi que sa distance angulaire avec l’évènement « tour », « début de dent » ou « fin de dent » précédent pour éliminer la moitié des candidats « début de dent » ou « fin de dent » possibles. Ainsi, avec huit candidats, trois évènements sont généralement suffisants pour déterminer une identification.
Ainsi, en référence à la figure 2, où le moteur tourne en permanence dans le même sens normal, un évènement « tour » T est produit, par le capteur vilebrequin, à l'instant fl 1. A l’instant fl 2, un premier évènement est produit par le capteur arbre à cames. S’agissant d’un évènement « début de dent », l’information importante est ici le sens du front. Ce « début de dent » est un front montant et correspond au début d’une des quatre dents PD1, PD2, GD2, GD2 et élimine les quatre fins de dents. A l’instant fl 3, un deuxième évènement est produit. Il s’agit d’un « fin de dent ». L’information importante est ici la distance angulaire relativement à l’évènement précédent, soit 44°. Une telle longueur angulaire correspond à celle d’une petite dent PD1, PD2, éliminant ainsi des candidates, les deux grandes dents GD1, GD2. A l’instant fl 4, un troisième évènement est produit. Il s’agit d’un nouveau « début de dent », associé à une distance angulaire relativement à l’évènement précédent de 34°. Une telle longueur angulaire correspond à celle d’un petit creux PC1, PC2, éliminant ainsi des candidats, les deux grands creux GC1, GC2. A ce stade, les deux formes successives reconnues : une petite dent suivie d’un petit creux, qui ne peuvent être que la séquence première petite dent PD1 suivie du premier petit creux PC1, déterminent de manière unique la position angulaire de l’arbre à cames. La synchronisation est achevée.
Il est cependant préférable de poursuivre afin d’augmenter le niveau de confiance dans le résultat obtenu. L’identification du profil de la roue dentée arbre à cames étant ici correcte, toutes les futures attentes sont confirmées. A l’instant t15 un autre évènement est produit. Il s’agit d’un évènement « fin de dent >>, associé à une distance angulaire relativement à l’évènement précédent de 146°. Une telle longueur angulaire correspond àcelle d’une grande dent GD1, GD2. Ceci confirme la première grande dent GD1 attendue suite à la séquence PD1, PC1. A l’instant t14, un autre évènement est produit. Il s’agit d’un « début de dent >>, associé à une distance angulaire relativement à l’évènement précédent de 34°. Une telle longueur angulaire correspond à celle d’un petit creux PC1, PC2. Ceci confirme le deuxième petit creux PC2 attendu en suivant.
Les dents PD1, PD2, GD1, GD2 et les creux PC1, PC2, GC1, GC2 étant de deux longueurs bien distinctes entre petit et grand, il est aisé de discriminer entre les deux avec la seule valeur moyenne. Ainsi, par exemple pour une dent, une petite dent présente une longueur de 44° et une grande dent présente une longueur de 146°. Une longueur moyenne de 95° peut servir de valeur discriminante: une dent de longueur inférieure à 95° est réputée petite tandis qu’une dent de longueur supérieure à 95° est réputée grande. Alternativement, afin de mieux détecter une erreur, tout en tenant compte d’une toujours possible variabilité du dispositif, il est avantageux de considérer une tolérance autour des valeurs nominales. Ainsi, avec une tolérance illustrative de 5°, une dent de longueur comprise entre 39 et 49° est réputée petit, une dent de longueur comprise entre 141 et 151° est réputée grande, et toute autie longueur, notamment comprise entre 49 et 141 °, mais encore inférieure à 39° ou sipérieure à 151 °, déclenche une erreur et interrompt le déroulement de la détermination de la position angulaire de l’arbre à cames par identification du profil.
Selon un mode de réalisation, en cas d’erreur au cours de la détermination de la position angulaire de l’arbre à cames, la détermination de la position angulaire de l’arbre à cames est simplement reprise, en mode rapide, à partir de l’erreur, en supprimant toutes les hypothèses précédemment faites et en analysant les évènements suivants. Une telle approche peut être satisfaisante en ce qu’un point erratique est souvent isolé, et peut produire une erreur isolée. La deuxième occurrence du mode rapide permet ainsi le plus souvent de réaliser une synchronisation sans erreur.
Cependant un tel mode opératoire peut, de manière préjudiciable, être leurré, par exemple, si le moteur change de sens de rotation et tourne à l’envers. Or, si un moteur est réputé synchronisé, alors qu’il tourne à l’envers, une injection de carburant peut être commandée, et peut entraîner des effets dommageables pour le moteur.
Il va maintenant être décrit, en référence à la figure 3, où un tel mode opératoire, effectuant un nouveau mode rapide suite à une erreur, peut conduire à une synchronisation, non satisfaisante en ce que le moteur tourne en sens inverse.
La figure 3 illustre les deux signaux CRK et CAM en fonction du temps. Ici le moteur tourne initialement en sens normal. Ce sens s’inverse à l’instant t25, tel que détecté par un évènement « défaut dent » DD.
Un évènement « tour >> T est produit, par le capteur vilebrequin, à l’instant t21. A l’instant t22, un premier évènement est produit par le capteur arbre à cames. S’agissant d’un évènement « début de dent », l’information importante est ici le sens du front. Ce « début de dent » est un front montant et correspond au début d’une des quatre dents PD1, PD2, GD2, GD2 et élimine les quatre fins de dents. A l’instant t23, un deuxième évènement est produit. Il s’agit d’un «fin de dent». L’information importante est ici la distance angulaire relativement à l’évènement précédent, soit 44°. Une telle longueur angulaire correspond à celle d’une petite dent PD1, PD2, éliminant ainsi des candidates, les deux grandes dents GD1, GD2. A l’instant t24, un troisième évènement est produit. Il s’agit d’un nouveau « début de dent », associé à une distance angulaire relativement à l’évènement précédent de 34°. Une telle longueur angulaire correspond à celle d’un petit creux PC1, PC2, éliminant ainsi des candidats, les deux grands creux GC1, GC2. A l’instant t25 la roue dentée arbre à cames change de sens de rotation. A l’instant t26 un front descendant est observé. Du fait du changement de sens de rotation ce front descendant est en fait le repliement du front montant observé à l’instant t24. Cependant ce front descendant est interprété comme un évènement « fin de dent ». Cet évènement est associé à une distance angulaire relativement à l’évènement précédent de 78°. Une telle longueur angulaire ne correspond pas à celle d’une dent, ni une grande dent GD1, GD2, ni une petite dent PD1, PD2. Aussi est-il conclut à une impossibilité et à un échec de la détermination de la position angulaire de l’arbre à cames, encore appelé erreur de synchronisation.
La détermination de la position angulaire de l’arbre à cames est alors reprise, en mode rapide, à partir du prochain évènement. A l’instant t27, un front montant est observé. Du fait du changement de sens de rotation ce front montant est en fait le repliement du front descendant observé à l’instant t23. Cependant ce front montant est interprété comme un évènement « début de dent » correspondant au début d’une des quatre dents PD1, PD2, GD2, GD2. Ceci élimine les quatre fins de dents. A l’instant t28, un front descendant est observé. Du fait du changement de sens de rotation ce front descendant est en fait le repliement du front montant observé à l’instant t22. Cependant ce front descendant est interprété comme un évènement «fin de dent». La distance angulaire relativement à l’évènement précédent est de 44°. Une telle longueur angulaire correspond à celle d’une petite dent PD1, PD2, éliminant ainsi des candidates, les deux grandes dents GD1, GD2. A l’instant t29, un nouveau repère de tour est détecté. Du fait du changement de sens de rotation ce repère de tour est en fait le repliement du repère de tour observé à l’instant t21. Cependant il est interprété comme un nouvel évènement « tour » T. Si une vérification de distance au dernier évènement « tour » T est appliquée, une distance effective ici de 58 évènements « dent » d peut être validée avec un test sur une fenêtre de N=58 dents tolérancée à +/-n=2 dents. La distance angulaire observée entre le dernier évènement, survenu à l’instant t28, et ce repère tour est de 78°. Ceci peut être accepté, pour peu qu’une certaine tolérance soit appliquée, la distance angulaire théorique attendue étant de 56°. La petite dent précédemment détectée, de t27 à t28, est alors identifiée comme la deuxième petite dent PD2 et le creux suivant l’instant t28, est alors identifié comme le deuxième grand creux GC2.
Une identification ayant pu être trouvée, la position angulaire de l’arbre à cames est alors réputée déterminée et le moteur est considéré synchronisé, alors même qu’il tourne, depuis l’instant t25 en sens inverse. Ceci est un exemple de problème pouvant se produire en répétant une détermination en mode rapide.
Afin d’éviter un tel problème, l’invention propose de considérer un évènement « défaut dent » DD comme une suspicion de changement de sens de rotation. Seule une suspicion est retenue car, du fait du mode de production d’un évènement « défaut dent » DD, un tel évènement peut aussi être produit en cas de brutal ralentissement du moteur, en cas de hoquet du moteur ou encore en cas d’un changement aller-retour de sens de rotation très rapide, ou double changement de sens. Dans tous ces cas, le moteur au final tourne dans le sens normal et ne risque pas de poser de problème pour la synchronisation.
Un échec lors de la détermination de la position angulaire de l’arbre à cames est considéré comme une confirmation que le moteur a effectivement changé de sens de rotation.
Dans le cas où les deux conditions sont présentes : évènement « défaut dent » DD et échec de la détermination de la position angulaire de l’arbre à cames, le fait que le moteur tourne en sens inverse est avéré/confirmé. Aussi dans un tel cas, le procédé de détermination de la position angulaire de l’arbre à cames n’est plus réalisé en mode rapide, au risque d’être leurré, mais est au contraire réalisé en mode lent.
Le mode lent nécessite une détermination de la position angulaire de l’arbre à cames en réalisant une identification de tous les évènements et de leur distance angulaire respective avec le profil de la roue dentée arbre à cames, sur un tour complet dudit arbre à cames, soit sur deux tours du vilebrequin. Un tel mode lent ne peut être leurré et ne peut que conduire à un échec lorsque le moteur tourne en sens inverse. Aussi aucun risque de synchronisation n’est présent tant que le moteur n’a pas repris un sens de rotation normal.
Il va maintenant être décrit une tentative de détermination de la position angulaire de l’arbre à cames, en référence aux figures 3 et 4, où le moteur tourne initialement en sens normal, avant de changer de sens de rotation à l’instant t25, tel que détecté par un évènement « défaut dent » DD.
Comme dans la description précédente, un évènement « tour » T est produit, par le capteur vilebrequin, à l’instant t21. A l’instant t22, un évènement « début de dent » est identifié comme un début d’une des quatre dents PD1, PD2, GD2, GD2. A l’instant t23, un évènement « fin de dent », séparé du précédent de 44° identifie une petite dent PD1, PD2, éliminant ainsi des candidates, les deux grandes dents GD1, GD2. A l’instant t24, un évènement « début de dent», séparé du précédent de34° identifie un petit creux PC1, PC2, éliminant ainsi des candidats, les deux grands creux GC1, GC2. A l’instant t25 un évènement « défaut dent » DD est produit, laissant supposer que la roue dentée arbre a changé de sens de rotation. A l’instant t26 un évènement « fin de dent », séparé du précédent de 78° est produit. Une telle bngueur angulaire ne correspond pas à celle d’une dent, ni une grande dent GD1, GD2, ni une petite dent PD1, PD2. Aussi est-il conclut à une impossibilité et à un échec de la détermination de la position angulaire de l’arbre à cames.
Un tel échec de la détermination de la position angulaire de l’arbre à cames confirme le fait, supposé depuis l’évènement « défaut dent » DD, que le moteur tourne en sens inverse.
Aussi, selon l’invention, il s’ensuit que la détermination de la position angulaire de l’arbre à cames est alors reprise, mais en mode lent, à partir du prochain évènement. A l’instant t27, un front montant est observé. Il est interprété comme un évènement « début de dent » correspondant au début d’une des quatre dents PD1, PD2, GD2, GD2. Ceci élimine les quatre fins de dents. A l’instant t28, un front descendant est observé. Il est interprété comme un évènement « fin de dent ». La distance angulaire relativement à l’évènement précédent est de 44°. Une telle longueur angulaire correspond à celle d’une petite dent PD1, PD2, éliminant ainsi des candidates, les deux grandes dents GD1, GD2. A l’instant t29, un nouveau repère de tour est détecté. Il est interprété comme un nouvel évènement « tour » T. Si une vérification de distance au dernier évènement « tour » T est appliquée, une distance effective ici de 58 évènements « dent >> d peut être validée avec un test tolérancé de 58 +1-2 dents. La distance angulaire observée entre le dernier évènement, survenu à l’instant t28, et ce repère tour est de 78°. Ceci peut être accepté, pour peu qu’une certaine tolérance soit appliquée, la distance angulaire théorique attendue étant de 56°. La petite dent précédemment détectée, de t27 à t28, est alors identifiée comme la deuxième petite dent PD2 et le creux suivant l’instant t28, est alors identifié comme le deuxième grand creux GC2.
Contrairement au cas précédemment décrit, où en mode rapide la position angulaire de l’arbre à cames peut être réputée déterminée, la détermination doit selon l’invention être réalisée en mode lent. Aussi les évènements ultérieurs sont encore analysés.
La description se poursuit en référence à la figure 4 qui prolonge temporellement la figure 3. A l’instant t30, un front montant est observé. Du fait du changement de sens de rotation ce front montant est en fait le repliement d’un front descendant, antérieur à l’instant t21, et donc non visible. Cependant ce front montant est interprété comme un évènement « début de dent >>. La distance angulaire relativement à l’évènement « tour >> précédent est de 54°. La distance angulaire relativement à l’évènement « fin de dent >> précédent est de 126°. De telles longueurs angulaires, à une certaine tolérance près, sont compatibles d’un grand creux de longueur nominale 136° et du positionnement d’un deuxième grand creux GC2 relativement à un repère tour, et confirment ainsi l’hypothèse précédente du deuxième grand creux GC2 entre l’instant t28 et l’instant t30. A l’instant t31, un front descendant est observé. Du fait du changement de sens de rotation ce front descendant est en fait le repliement d’un front montant non visible. Ce front descendant est interprété comme un évènement « fin de dent >>. La distance angulaire relativement à l’évènement précédent est de42°. Une telle longueur angulaire correspond à celle d’une petite dent. Dans le profil de la roue dentée arbre à cames, ceci peut correspondre à la première petite dent PD1 qui fait suite au deuxième grand creux GC2. A l’instant t32, un front montant est observé. Du fait du changement de sens de rotation ce front montant est en fait le repliement d’un front descendant non visible. Ce front montant est interprété comme un évènement « début de dent >>. La distance angulaire relativement à l’évènement «fin de dent» précédent est de 136°. Ceci correspond à la longueur angulaire d’un grand creux. Or selon le profil de la roue dentée arbre à cames, suite aux éléments identifiés en séquence : PD2 entre t27 et t28, suivi de GC2 entre t28 et t30, repère « tour » en t29, et PD1 entre t30 et t31, il est attendu un petit creux, le premier petit creux PC1. Ceci est impossible. La détermination de la position angulaire de l’arbre à cames aboutit ainsi à un échec.
Ceci montre que le mode lent ne peut conclure de manière erronée à une synchronisation alors même que le moteur tourne en sens inverse.
Le procédé se poursuit en retentant une détermination de la position angulaire de l’arbre à cames, toujours en mode lent. Ainsi, tant que le moteur tourne en sens inverse il n’est pas possible d’aboutir à une synchronisation. Dès que le moteur tourne à nouveau en sens normal la détermination en mode lent permet d’aboutir à une synchronisation.

Claims (5)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de détermination de la position angulaire d’un moteur au moyen d’un capteur vilebrequin (CRK) comprenant un détecteur vilebrequin en regard d’une roue dentée vilebrequin, effectuant deux tours par cycle moteur, et comprenant un grand nombre (N) de dents régulières et un repère de tour, le détecteur vilebrequin étant apte à produire un évènement « dent » (d) correspondant à un front pour chacune desdites dents, un évènement « tour » (T) pour le repère de tour, et un évènement « défaut dent » (DD) lorsque deux évènements « dent >> successifs sont anormalement éloignés, et d’un capteur arbre à cames (CAM) comprenant un détecteur arbre à cames en regard d’une roue dentée arbre à cames, effectuant un tour par cycle moteur, et comprenant un petit nombre (P) de dents irrégulières, le détecteur arbre à cames étant apte à produire un évènement « début de dent >> pour chaque front montant et un évènement « fin de dent » pour chaque front descendant, comprenant les étapes suivantes : • production d’un évènement « tour » (T) par le capteur vilebrequin (CRK), • détermination de la position angulaire de l’arbre à cames par identification des évènements « début de dent » et « fin de dent » suivants ledit évènement « tour » (T), en mode rapide, sur au plus un tour vilebrequin, caractérisé en ce que si un évènement « défaut dent » (DD) est produit après l’évènement « tour » (T) et si la détermination de la position angulaire de l’arbre à cames échoue, le procédé se poursuit par une étape de : • détermination de la position angulaire de l’arbre à cames par identification des évènements « début de dent » et « fin de dent », en mode lent, sur au moins deux tours vilebrequin.
  2. 2. Procédé selon la revendication précédente, où la détermination de la position angulaire de l’arbre à cames par identification en mode lent, est reprise en mode lent, tant qu’elle échoue.
  3. 3. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, où un « défaut dent » (DD) ne peut être produit dans une fenêtre d’étendue ledit grand nombre (N) de dents tolérancée par +/- une tolérance (n) de dents suivant un évènement « tour » (T), avec préférentiellement une tolérance (n) égale à 2 dents.
  4. 4. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, où la roue dentée vilebrequin est angulairement régulièrement divisée en 60 et comprend un grand nombre (N) de dents égal à 58 et 2 dents consécutives manquantes formant le repère de tour.
  5. 5. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, où la roue dentée arbre à cames comprend un petit nombre (P) de dents égal à 4, comprenant une première petite dent (PD1), suivie d’un premier petit creux (PC1), suivi d’une première grande dent (GD1), suivie d’un deuxième petit creux (PC2), suivi d’une deuxième grande dent (GD2), suivie d’un premier grand creux (GC1), suivi d’une deuxième petite dent (PD2), suivie d’un deuxième grand creux (GC2), une petite dent (PD1,PD2) s’étendant préférentiellement sur 44°, une grande cënt (GD1,GD2) s’étendant préférentiellement sur 146°, un petit creux (PC1,PC2) s’étendant préférentiellement sur 34°, et un grand creux (GC1,GC2) s’étendant préférentiellement sur 136°, les angles étant repérés relativement à un cycle moteur.
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