FR3059717A1

FR3059717A1 - Procede de synchronisation d'un moteur a combustion interne

Info

Publication number: FR3059717A1
Application number: FR1661988A
Authority: FR
Inventors: Stephan Vales; Fabien JOSEPH; Benjamin Marconato
Original assignee: Continental Automotive GmbH; Continental Automotive France SAS
Current assignee: Continental Automotive GmbH; Continental Automotive France SAS
Priority date: 2016-12-06
Filing date: 2016-12-06
Publication date: 2018-06-08
Anticipated expiration: 2036-12-06
Also published as: FR3059717B1

Abstract

La présente invention a pour objet un procédé de synchronisation d'un moteur comprenant au moins un piston mobile entre un point mort haut et un point mort bas, le mouvement du piston entrainant un vilebrequin, un premier arbre à cames coopérant avec une première cible solidaire et un second arbre à cames coopérant avec une deuxième cible solidaire, un premier capteur et un second capteur étant adaptés pour générer respectivement une premier signal arbre à cames et un deuxième signal arbre à cames ; le procédé comprenant les étapes suivantes : • enregistrement des n cas possibles, • détection des fronts montant et des fronts descendant du premier signal arbre à cames (AC1) et du deuxième signal arbre à cames (AC2), • création d'un troisième signal arbre à cames (AC3), • estimation du positionnement du piston à l'aide du troisième signal arbre à cames (AC3).

Description

Titulaire(s) : CONTINENTAL AUTOMOTIVE FRANCE Société par actions simplifiée, CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH.

Demande(s) d’extension

Mandataire(s) : CONTINENTAL AUTOMOTIVE FRANCE Société par actions simplifiée.

104/ PROCEDE DE SYNCHRONISATION D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE.

FR 3 059 717 - A1 f5j> La présente invention a pour objet un procédé de synchronisation d'un moteur comprenant au moins un piston mobile entre un point mort haut et un point mort bas, le mouvement du piston entraînant un vilebrequin, un premier arbre à cames coopérant avec une première cible solidaire et un second arbre à cames coopérant avec une deuxième cible solidaire, un premier capteur et un second capteur étant adaptés pour générer respectivement une premier signal arbre à cames et un deuxième signal arbre à cames ; le procédé comprenant les étapes suivantes:

enregistrement des n cas possibles, détection des fronts montant et des fronts descendant du premier signal arbre à cames (AC1 ) et du deuxième signal arbre à cames (AC2), création d'un troisième signal arbre à cames (AC3), estimation du positionnement du piston à l'aide du troisième signal arbre à cames (AC3).


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A)	Bi	Ci	Di
d₂	Aj	b₂	C₂
c₃	D₃	^A3	Bj
b₄	c₄	d₄	A4

La présente invention se rapporte de manière générale aux techniques de synchronisation d’un moteur à combustion interne.

Elle concerne plus particulièrement un procédé de synchronisation permettant la déduction d’une position d’au moins un piston dans un cylindre durant un cycle moteur.

Le contrôle des performances d’un moteur à combustion interne ainsi que le contrôle de l’émission des polluants sont des paramètres importants pour les constructeurs de véhicules motorisés comme par exemple des véhicules automobiles. Ces paramètres sont liés à des procédés de contrôle régissant le fonctionnement du moteur à combustion interne. Ces procédés comme par exemple l'injection de carburant ou l'allumage nécessitent la connaissance précise du cycle moteur en cours et donc de la position des pistons dans les cylindres respectifs dudit moteur à combustion interne.

Le document FR 2441829 propose des moyens pour détecter une information sur la position des cylindres en repérant sur une cible solidaire d’un vilebrequin des zones de position angulaire correspondantes à une phase déterminée de la course des différents pistons. La cible solidaire consiste en un disque présentant des éléments de repérage disposés le long de sa périphérie. Un capteur, généralement en position fixe, détecte ces éléments de repérage et génère un signal composé d’impulsions électriques permettant de repérer le passage à la position correspondante, par exemple à un point mort haut (PH), d'un piston référence durant une phase d’admission.

De tels moyens de repérage s'avèrent toutefois insuffisant pour connaître avec précision le positionnement des cylindres pendant le cycle moteur. En effet, pour un moteur à combustion interne à quatre temps, le vilebrequin exécute deux tours, soit 720° d'angle, avant qu'un piston donné se retrouve dans sa position initiale. II en résulte qu'à partir de la seule observation de la rotation de la cible solidaire du vilebrequin, il n'est, a priori pas possible de fournir une information sur chaque cylindre sans une indétermination de deux temps moteur dans le cycle ; le repérage de la position du point mort haut recouvrant aussi bien une phase d’admission qu’une phase de détente.

La détermination précise de la position de chaque cylindre durant un cycle moteur ne pouvant pas être déduite de la seule observation de la position du vilebrequin, la recherche d'informations complémentaires est donc nécessaire pour savoir si le cylindre est dans la première ou dans la seconde moitié du cycle moteur, c'est-à-dire la phase d’admission puis de compression durant le premier tour vilebrequin, ou la phase de détente puis d’échappement lors du second tour vilebrequin.

Afin d'obtenir de telles informations complémentaires, il est connu de l’homme de l’art d'utiliser un disque (ou cible) monté sur un arbre à cames ou bien sur tout autre arbre qui est entraîné par l’intermédiaire d'un réducteur de rapport 1/2 à partir du vilebrequin. La combinaison des signaux issus du capteur vilebrequin et du capteur arbre à cames permet au système de détecter précisément un point mort haut en phase d’admission d'un cylindre de référence.

Parfois, lors d’une panne lorsque par exemple le signal provenant du capteur vilebrequin est absent, il est difficile de connaître avec précision le positionnement des cylindres (durant un cycle moteur) ce qui peut engendrer des défaillances du moteur voire même la casse d’éléments coopérant avec ledit moteur à combustion interne. Afin, de protéger le moteur à combustion interne, les constructeurs ont développé lors d’une telle défaillance un mode de fonctionnement du moteur à combustion interne dit « mode dégradé ».

Durant un tel mode de fonctionnement, le moteur à combustion interne est bridé à un régime moteur relativement bas, par exemple 1500 tr/min afin de le protéger d’une éventuelle destruction. Avec un tel régime moteur, la vitesse de déplacement du véhicule automobile est faible (environ 10 km/h) permettant cependant d’amener le véhicule automobile au garage le plus proche.

Cependant, dans un tel mode de fonctionnement l’injection de carburant dans les cylindres est réalisée avec seulement une partie des informations du positionnement des pistons dans lesdits cylindres. Différentes stratégies pour estimer le positionnement des cylindres durant le cycle moteur existent.

Ainsi, par exemple le document FR la phase moteur dans un moteur à commande électronique des injecteurs, ce procédé concerne un moteur avec n cylindres. L'injection du carburant se fait dans un ordre prédéterminé dans ces cylindres en étant synchronisée avec la position des pistons du moteur. Il comporte une étape d’injection dans les cylindres dans l'ordre d'injection prédéterminé, puis une étape de mesure du régime moteur et/ou de son accélération, et une étape de poursuite de l'injection dans l'ordre prédéterminé si le régime moteur et/ou son accélération dépasse(nt) un seuil prédéterminé, et une dernière étape de poursuite de l'injection avec un décalage dans le cas contraire.

Avec un tel procédé, la connaissance précise du positionnement du cylindre dans le cycle moteur est peu précise et nécessite l’injection de carburant même dans un cylindre mal positionné pour déduire son positionnement ce qui engendre une surconsommation du moteur et également une augmentation sensible de la pollution émise. De plus, avec un tel procédé il est parfois injecté du carburant lors d’une phase d’échappement ce qui peut être dangereux pour le pot catalytique ou le filtre à particules lorsqu’une telle injection n’est pas souhaitée.

La présente invention entend remédier aux inconvénients de l’art antérieur en proposant un procédé permettant de synchroniser un moteur à combustion interne sans l’utilisation d’une cible vilebrequin.

A cet effet, la présente invention concerne, dans son acception la plus générale, un procédé de synchronisation d’un moteur à combustion interne de type quatre temps comprenant au moins un cylindre dans lequel un piston est mobile entre un point mort haut et un point mort bas, le mouvement du piston entraînant un vilebrequin coopérant avec au moins un premier arbre à cames et un second arbre à cames ; le vilebrequin coopérant avec une cible de vilebrequin présentant un nombre d de dents représentatif de la position du piston dans le cylindre durant un cycle moteur, le premier arbre à cames coopérant avec une première cible solidaire et le second arbre à cames coopérant avec une deuxième cible solidaire, la première cible solidaire présentant un nombre j de dents et la deuxième cible solidaire présentant un nombre k de dents, un premier capteur et un second capteur adaptés pour générer respectivement une premier signal arbre à cames et un deuxième signal arbre à cames représentatif du passage des dents devant ledit capteur correspondant ; le procédé comprenant les étapes suivantes :

• référencement par rapport à la cible vilebrequin des n cas possibles de positions du piston dans le cylindre lors du cycle moteur en fonction des j dents de la première cible solidaire et des k dents de la deuxième cible solidaire, • enregistrement des fronts montants et des fronts descendants du premier signal arbre à cames et du deuxième signal arbre à cames référencés par rapport à la cible vilebrequin lors du cycle moteur, • génération d’un troisième signal arbre à cames constitué des fronts montants et des fronts descendants du premier signal arbre à cames et du deuxième signal arbre à cames en fonction de la cible vilebrequin, • estimation du positionnement du piston dans le cylindre lors d’un cycle moteur en fonction des n cas possibles à l’aide du troisième signal arbre à cames.

Ainsi, il est possible grâce au procédé de l’invention de déduire le positionnement du piston dans le cylindre avec une précision relativement grande en l’absence d’un signal provenant d’un capteur vilebrequin.

Dans un exemple de réalisation du procédé de l’invention, il est réalisé une étape permettant la détermination du point mort haut du piston dans le cylindre à partir de l’estimation du positionnement du piston.

Pour sensiblement diminuer la pollution émise par le moteur à combustion interne il est proposé, par exemple de synchroniser des injections du moteur à combustion interne à partir de la détermination du point mort haut du piston dans le cylindre.

Il est proposé par exemple que le troisième signal de vilebrequin soit le résultat d’une opération booléenne entre le premier signal arbre à cames et le deuxième signal arbre à cames.

En variante, pour optimiser la précision du positionnement du piston dans le cylindre, il est proposé d’effectuer une opération booléenne de type « OU ».

Pour avoir une précision optimale de l’estimation de la position du piston dans le cylindre, la première cible arbre à cames soit positionnée à l’injection du moteur à combustion interne.

En variante, il est proposé que la deuxième cible arbre à cames soit positionnée à l’échappement du moteur à combustion interne

Dans le cas par exemple d’un moteur à combustion interne à arbres à cames variables (WT), il est proposé une étape de désactivation d’une fonction arbre à cames variables permettant de remettre à zéro les positions des arbres à cames.

Dans un exemple de réalisation, il est proposé que la désactivation de la fonction arbre à cames variables soit réalisée avant la détection des fronts montants et des fronts descendants du premier signal arbre à cames et du deuxième signal arbre à cames lors de cycles moteurs.

Dans un exemple d’application du procédé de l’invention celui-ci est activé lors d’un mode de fonctionnement dégradé du moteur à combustion interne.

On comprendra mieux l’invention à l’aide de la description, faite ci-après à titre purement explicatif, d’un mode de réalisation de l’invention, en référence aux figures dans lesquelles :

La figure 1 illustre les différentes phases de fonctionnement d’un moteur à combustion interne et plus particulièrement des signaux traités par le procédé de l’invention.

Un moteur à combustion interne comporte par exemple quatre pistons mobiles agencés de manière à faire varier un volume de chaque chambre de combustion. L'énergie développée dans les chambres de combustion par la combustion d'un carburant au sein de ces dernières est transmise par les pistons à un même arbre moteur appelé aussi vilebrequin. L'admission de carburant et l'échappement des gaz de combustion dans les chambres de combustion sont le plus souvent réalisés à l'aide de soupapes commandées par au moins un arbre à cames coopérant avec le vilebrequin.

Afin de connaître la position des pistons dans les cylindres lors du fonctionnement du moteur à combustion interne, c'est-à-dire durant un cycle moteur, une cible solidaire du vilebrequin est généralement utilisée pour déterminer des zones de position angulaire correspondantes à une phase déterminée de la course des différents pistons. La cible solidaire du vilebrequin est réalisée à l’aide d’un disque présentant des éléments de repérage disposés le long de sa périphérie, comme par exemple des dents. Afin de connaître un point de référence, par exemple un point mort haut d’un piston, il est généralement utilisé une aberration mécanique, c'est-à-dire une dent manquante sur la périphérie de la cible. Cette aberration mécanique est représentative par exemple du passage du piston de référence au point mort haut (PH). Bien entendu, la cible solidaire du vilebrequin peut comporter moins ou plus de dents en fonction de la précision du positionnement du piston souhaitée. Egalement, le nombre de pistons peut varier en fonction du type de moteur à combustion interne.

Pour déduire la position des pistons, il est généralement utilisé un capteur monté en position fixe pour détecter le passage des dents de la cible solidaire du vilebrequin. Le capteur, par exemple un capteur à effet hall, génère alors au passage des dents un signal composé d’impulsions électriques permettant de repérer le passage du piston de référence par le point mort haut lors d’un cycle moteur.

Le procédé de l’invention sera présenté pour un moteur à combustion interne présentant deux arbres à cames ; ces derniers peuvent être variables. Ainsi, un premier arbre à cames monté sur l’admission commande l’ouverture et la fermeture des soupapes d’admission, ou autrement dit commande l’ouverture et la fermeture des soupapes permettant l’injection de carburant dans les cylindres lors des cycles d’admission. Le nombre de soupapes commandées peut varier en fonction du type de moteur à combustion interne.

Un second arbre à cames est lui monté à l’échappement, c'est-à-dire qu’il commande des soupapes d’échappement. Ces soupapes d’échappement permettent l’évacuation des gaz de combustion dans une ligne d’échappement du véhicule automobile.

Afin de connaître de façon plus précise le positionnement des pistons dans les cylindres, le premier arbre à cames comporte une première cible solidaire du premier arbre à cames et le second arbre à cames comporte une deuxième cible solidaire du second arbre à cames.

La première cible solidaire est par exemple un disque présentant un nombre j de dents sur sa périphérie. Dans l’exemple de réalisation du procédé de l’invention le nombre j est égal à 4.

La deuxième cible solidaire est également un disque présentant un nombre k de dents sur sa périphérie. Dans l’exemple de réalisation du procédé de l’invention le nombre k sera égal à 4.

Généralement, comme le sait l’homme de l’art, la première cible solidaire et la deuxième cible solidaire sont entraînées par l'intermédiaire d'un réducteur de rapport 1/2 à partir du vilebrequin.

Pour améliorer la déduction du positionnement des pistons dans les cylindres lors d’un cycle moteur, il est aussi utilisé un premier capteur et un second capteur. Le premier capteur et le second capteur sont respectivement montés fixes face à la première cible solidaire et face à la deuxième cible solidaire. Ils sont adaptés pour générer respectivement un premier signal arbre à cames AC1 et un deuxième signal arbre à cames AC2 représentatifs de la position des pistons dans les cylindres lors d’un cycle moteur.

Le premier signal arbre à cames AC1 et le deuxième signal arbre à cames AC2 donnent également une information sur la vitesse de rotation du moteur et donc la vitesse de déplacement du piston dans le cylindre. Ces informations sont utilisées également pour connaître et anticiper les positions des pistons dans les cylindres pour pouvoir par exemple actionner une injection de carburant ou lancer une phase d’échappement dans des modes de fonctionnement spécifiques du moteur à combustion interne. Dans un exemple de réalisation, le premier capteur et le second capteur sont des capteurs inductifs identiques.

Avantageusement, la combinaison des signaux provenant du capteur vilebrequin et des capteurs arbres à cames permet de connaître avec une précision relativement importante la position des pistons dans les cylindres et plus particulièrement le passage au point mort haut du piston de référence en phase d’admission.

Il va être maintenant présenté succinctement le fonctionnement du moteur à combustion interne et plus précisément un cycle moteur complet dudit moteur à combustion interne afin qu’il soit par la suite plus facile de comprendre le procédé de l’invention.

Comme mentionné plus haut dans la description, le moteur à combustion interne pour lequel l’invention va être présentée est un moteur quatre cylindres à quatre temps. Pour un tel moteur, le vilebrequin exécute deux tours ou 720° d’angle avant qu'un piston référence se retrouve dans sa position initiale.

En outre, le moteur à combustion interne présente un ordre d'allumage selon une séquence 1-3-4-2, c'est-à-dire qu’un premier piston 1 et un troisième piston 3 passent simultanément par le point mort haut mais à des phases différentes du cycle moteur, le premier piston 1 est par exemple dans une phase admission alors que le troisième piston est dans une en phase d’explosion. Le deuxième piston 2 et le quatrième piston 4 passent pendant ce temps simultanément à la position point mort bas mais à des phases différentes du cycle moteur. Ainsi, le deuxième piston 2 est par exemple dans une phase de compression alors que le troisième piston 3 est dans une phase d’échappement.

La figure 1 illustre différents signaux provenant du capteur de vilebrequin, du premier capteur et du second capteur arbre à cames représentatifs des mouvements des arbres à cames. En outre, dans cet exemple de réalisation illustré à la figure 1 la cible solidaire du vilebrequin comporte théoriquement 61 dents dont deux dents sont absentes sur la périphérie de la cible solidaire du vilebrequin (aberration mécanique).

Le graphique nommé V sur la figure 1 représente le signal généré par le capteur de vilebrequin pour un cycle moteur complet, le point mort haut d’admission du premier piston 1 repéré TDCO est positionné à 78° de la fin du repère sur la cible vilebrequin ; c'est-à-dire qu’il est placé à 13 dents de celui-ci.

De la position angulaire 78° à la position angulaire 258°, correspondant à un point mort bas TDC, le premier piston 1 est dans une phase dite d’admission référencée A1 pour Admission du premier piston 1. Cette phase d’admission dure 180°.

De la position angulaire 258° à la position angulaire 438°, correspondant à un autre point mort haut TDC, le premier piston 1 est dans une phase dite de compression et mentionnée plus tard B1 (pour compression piston 1). Cette phase de compression dure également 180°.

De la position angulaire 438° à la position angulaire 618°, correspondant à un autre point mort bas TDC, le premier piston 1 est dans une phase dite d’explosion et mentionnée plus tard C1 (pour explosion piston 1 ). Cette phase d’explosion dure aussi 180°.

Enfin de la position angulaire 618° à la position angulaire 702°, correspondant au prochain point mort haut de référence TDCO, le premier piston 1 est dans une phase dite d’échappement notée plus tard D1 (pour échappement piston 1). Cette phase d’échappement dure 180°.

Deux tours de vilebrequin sont alors effectués et un cycle moteur complet est réalisé.

Afin de ne pas alourdir la description et sachant que l’homme de l’art connaît la répartition de l’ordre des cylindres lors d’un cycle moteur pour un moteur à quatre cylindres à quatre temps, il est sur la figure 1 simplement mentionné les cycles des pistons en fonction du mouvement du vilebrequin et donc en fonction du signal de vilebrequin V.

Le premier piston 1 est donc comme mentionné plus haut dans une phase d’admission repérée A1 entre 78° et 258° vilebrequin, dans une phase de compression repérée B1 entre 258° et 438°, dans une phase d’explosion repérée C1 entre 438° et 618°, et enfin dans une phase d’échappement repérée D1 entre 618° et 702°.

Le deuxième piston 2 est dans une phase d’admission repérée A2 entre 258° et 438°, dans une phase de compression repérée B2 entre 438° et 618°, dans une phase d’explosion repérée C2 entre 618° et 702°, et dans une phase d’échappement repérée D2 entre 78° et 258°.

Le troisième piston 3 est dans une phase d’admission repérée A3 entre 438° et 618°, dans une phase de compression repérée B3 entre 618° et 702°, dans une phase d’explosion repérée C3 entre 78° et 258°, et enfin dans une phase d’échappement repérée D3 entre 258° et 438.

Le quatrième piston 4 est dans une phase d’admission repérée A4 entre 618° et 702°, dans une phase de compression repérée B4 entre 78° et 258°, dans une phase d’explosion repérée C4 entre 258° et 438°, et enfin dans une phase d’échappement repérée D4 entre 438° et 618°.

Comme mentionné plus haut dans la description, le moteur à combustion interne présente deux arbres à cames avec le premier arbre à cames positionné à l’admission, et le deuxième arbre à cames positionné à l’échappement. Avantageusement, les cycles ou périodicités des signaux des capteurs des cibles arbres à cames sont déphasés, le déphasage pouvant être seulement de quelques degrés.

En outre, sur la figure 1 est également représenté le premier signal arbre à cames repéré AC1. Le premier signal arbre à cames AC1 est donc l’image des dents de la première cible arbre à cames qui passent devant le premier capteur. Avantageusement, les dimensions ou les longueurs angulaires des quatre dents de la première cible arbre à cames sont différentes. Dans un exemple de réalisation tel qu’illustré à la figure 1, la première cible arbre à cames présente deux longueurs de dents. En outre, il est considéré que c’est les fronts descendants du premier signal arbre à cames AC1 qui activent les soupapes.

Ainsi, au moins une soupape d’admission du premier piston 1 est actionnée lors de la phase d’admission A1 au passage d’un front descendant 1 du signal AC1. Le front descendant 1 du signal AC 1 est positionné à 21 dents de la cible vilebrequin, ou à une distance angulaire de 48° de TDC0. La durée angulaire de la première dent de la première cible arbre à cames est de 48°.

Au moins une soupape d’admission du deuxième piston 2 est actionnée lors de la phase d’admission A2 du deuxième piston 2 lors d’un front descendant numéroté 3 du signal AC1. Le front descendant 3 du signal AC 1 est positionné à 51 dents de la cible vilebrequin, ou à une distance angulaire de 228° de TDC0. La durée angulaire de la deuxième dent de la première cible arbre à cames est de 144°. Avantageusement, la durée angulaire de la deuxième dent de la première cible arbre à cames est différente de celle de la première dent de la première cible arbre à cames ce qui permet une discrimination entre les phases d’admission A1 et A2 et donc permet de connaître la soupape active.

Au moins une soupape d’admission du troisième piston 3 est actionnée lors de la phase d’admission A3 du troisième piston 3 lors d’un front descendant 5 du signal AC1. Le front descendant 5 du signal AC1 est positionné à 91 dents de la cible vilebrequin, ou à une distance angulaire de 468° de TDCO. La distance angulaire de la troisième dent de la première cible arbre à cames est de 144°. Avantageusement, la durée angulaire de la deuxième dent de la première cible arbre à cames est identique à celle de la troisième dent de la première cible arbre à cames ce qui permet une discrimination entre les phases d’admission A1 et A3.

Au moins une soupape d’admission du quatrième piston 4 est actionnée lors de la phase d’admission A4 du quatrième piston 4 lors d’un front descendant 7 du signal AC1. Le front descendant 7 du signal AC1 est positionné à 111 dents de la cible vilebrequin, ou à une distance angulaire de 588° de TDCO. La durée angulaire de la quatrième dent de la première cible arbre à cames est de 48°. Avantageusement, la distance angulaire de la première dent de la première cible arbre à cames est identique à celle de la quatrième dent de la première cible arbre à cames permettant une discrimination entre les phases d’admission A3 et A4.

Comme mentionné plus haut, les arbres à cames sont actionnés par le vilebrequin, et présentent un rapport angulaire de 1/2. Avantageusement, les fronts descendants du premier signal arbre à cames AC1 sont référencés par rapport aux dents de la cible vilebrequin et permettent donc de discriminer un cas sur deux sur le positionnement des pistons dans les cylindres du fait du rapport ¹/₂ précédemment mentionné dans la description.

Sur la figure 1 est également représenté le deuxième signal arbre à cames AC2. Le deuxième signal arbre à cames AC2 est donc à l’image des dents de la deuxième cible arbre à cames qui passent devant le second capteur. Avantageusement, les dimensions ou les longueurs angulaires des quatre dents de la deuxième cible arbre à cames sont aussi différentes. Dans un exemple de réalisation deux longueurs de dents sont présentes sur la deuxième cible arbre à cames. En outre, dans l’exemple représenté sur la figure 1, il est considéré que les soupapes sont activent lors du passage des fronts descendants du signal AC2.

Ainsi, comme illustrée sur le graphe le deuxième signal arbre à cames AC2, au moins une soupape d’échappement du premier piston 1 est actionnée lors de la phase d’échappement D1 du premier piston 1 lors d’un front descendant 5 du deuxième signal arbre à cames AC2. Le front descendant 5 du deuxième signal arbre à cames AC2 est positionné à 103 dents de la cible vilebrequin, ou à une distance angulaire de 540° de TDCO. La durée angulaire de la première dent de la première cible arbre à cames est de 48°.

Au moins une soupape d’échappement du deuxième piston 2 est actionnée lors de la phase d’échappement D2 du deuxième piston 2 lors d’un front descendant 7 du signal arbre à cames AC2. Le front descendant 7 du signal arbre à cames AC2 est positionné à 13 dents de la cible vilebrequin, ou à une distance angulaire de 0° de TDCO. La durée angulaire de la deuxième dent de la deuxième cible arbre à cames est de 48°.

Au moins une soupape d’échappement du troisième piston 3 est actionnée lors de la phase d’échappement D3 du troisième piston 3 lors d’un front descendant numéroté 1 du signal arbre à cames AC2. Le front descendant 1 du signal AC2 est positionné à 31 dents de la cible vilebrequin, ou à une distance angulaire de 186° de TDCO. La durée angulaire de la troisième dent de la deuxième cible arbre à cames est de 144°. Avantageusement, la durée angulaire de la deuxième dent de la deuxième cible arbre à cames est différente de celles de la première et de la deuxième dent de la deuxième cible arbre à cames permettant une discrimination entre les phases d’échappements D1 et/ou D2 et/ou D3.

Au moins une soupape d’échappement du quatrième piston 4 est actionnée lors de la phase d’échappement D4 du quatrième piston 4 lors d’un front descendant 3 du signal arbre à cames AC2. Le front descendant 3 du signal arbre à cames AC2 est positionné à 73 dents de la cible vilebrequin, ou à une distance angulaire de 360° de TDCO. La durée angulaire de la troisième dent de la deuxième cible arbre à cames est de 144°. Avantageusement, la durée angulaire de la quatrième dent de la deuxième cible solidaire arbre à cames est différente de celles de la première dent et de la deuxième dent de la deuxième cible arbre à cames permettant une discrimination entre les phases d’admission A1 et A4.

Avantageusement, les fronts descendants du deuxième signal arbre à cames AC2 sont référencés par rapport aux dents de la cible vilebrequin et permettent donc de discriminer un cas sur deux sur le positionnement des pistons dans les cylindres.

Le procédé de la présente invention propose avantageusement de créer un troisième signal arbre à cames AC3 afin de connaître plus précisément la position des pistons dans les cylindres en fonction du cycle moteur en l’absence du signal de vilebrequin V. Ainsi, le procédé de l’invention propose lorsque le signal de vilebrequin n’est plus disponible, par exemple lorsque le capteur de vilebrequin est détruit, de reconstituer et prédire les positions des pistons dans les cylindres durant un cycle moteur avec une précision sensiblement supérieure à celle de l’état de l’art à l’aide du troisième signal arbre à cames AC3.

Pour générer le troisième signal arbre à cames AC3, le procédé de l’invention astucieusement surveille et enregistre les fronts montants et les fronts descendants du premier signal arbre à cames AC1 et du deuxième signal arbre à cames AC2. Ainsi, dans un mode de réalisation préféré le troisième signal arbre à cames AC3 est constitué exclusivement de tous les fronts montants et de tous les fronts descendants du premier signal arbre à cames AC1 et du deuxième signal arbre à cames AC2. Cette fonction peut être réalisée par exemple à l’aide du calculateur de contrôle moteur.

Sur la figure 1 est représenté le troisième signal arbre à cames AC3 qui peut être considéré comme une nouvelle cible arbre à cames virtuelle, qui est aussi dans la suite de la description nommée troisième cible arbre à cames, permettant d’améliorer la précision de détection de la position des pistons dans les cylindres lors d’un cycle moteur sans information provenant de la cible vilebrequin. Dans le cas de l’utilisation de deux cibles arbres à cames avec quatre dents, le troisième signal arbre à cames AC3 présente 16 fronts sur un cycle moteur complet et plus particulièrement dans ce cas le troisième signal arbre à cames comporte 8 fronts montants et 8 fronts descendants. Bien entendu, le nombre de fronts peut varier en fonction du nombre de dents des cibles arbre à cames.

Astucieusement, le procédé de l’invention propose une phase d’apprentissage du positionnement des fronts montants et des fronts descendants du premier signal arbre à cames AC1 et du deuxième signal arbre à cames AC2 en référence à la distance angulaire de la cible vilebrequin lors des premiers kilomètres parcourus par le véhicule automobile. En variante, l’étape d’apprentissage est réalisée en usine lors de l’assemblage du véhicule automobile. Avantageusement, le positionnement par rapport à la cible vilebrequin des fronts montants et descendants du premier signal arbres à cames AC1 et du deuxième signal arbre à cames AC2 sont enregistrés dans des moyens de stockage. Il est entendu par positionnement, le placement angulaire des fronts du troisième signal arbre à cames AC3 par rapport à la cible vilebrequin.

La phase d’apprentissage consiste par exemple lorsque le véhicule réalise les premiers kilomètres de repérer et stocker dans une mémoire dédiée le positionnement des fronts montants et des fronts descendants du premier signal arbre à cames AC1 et du deuxième signal arbre à cames AC2 en fonction de la cible vilebrequin.

En variante une moyenne du positionnement des fronts montants et descendants du premier signal arbre à cames AC1 et du deuxième signal arbre à cames AC2 est réalisée durant plusieurs cycles moteurs.

Le tableau 1 ci-dessous présente un exemple de valeurs des fronts montants et descendants en fonction du positionnent du vilebrequin pour le cas représenté à la figure 1.

Vilebrequin	CAM 1	Vilebrequin	CAM 2
	Numéro Front	Type Front		Numéro Front	Type Front
			675	6	T
2	8	T	719	7	Ψ
			33	8	T
46	1	Ψ
80	2	T
			179	1	Ψ
			213	2	Φ
226	3	Ψ
260	4	T
			359	3	Ψ
406	5	Ψ
			495	4	Φ
			539	5	Ψ
542	6	T
585	7	Ψ

Tableau n°1 : numéros et types de fronts des signaux AC1 et AC2.

Pour aider la compréhension du tableau 1 une flèche vers le haut correspond à un front montant et une flèche vers le bas correspond à un front descendant.

Avantageusement, le procédé de l’invention permet du fait de la connaissance de la position angulaire entre les fronts montants et descendants d’une même dent d’un même signal arbre à cames par rapport à la cible vilebrequin de connaître avec une précision relativement importante la position des pistons dans les cylindres.

Avantageusement, il est possible grâce au procédé de l’invention de déduire le positionnement des pistons dans les cylindres respectifs en fonction du cycle moteur grâce à la reconstitution du troisième signal arbre à cames AC3 et aux valeurs stockées dans le tableau 1. Dans la suite de la description va être présentée une phase de reconstitution et d’analyse du troisième signal arbre à cames AC3. Nous nous placerons dans la partie haute du tableau 1, c'est-à-dire au niveau des fronts 8 à 2 du premier signal arbre à cames AC1.

Les signaux arbres à cames AC1 et AC2 sont traités en continu et en temps réel par exemple par un calculateur de contrôle moteur. Ainsi, dans notre cas, un premier front montant est détecté au niveau du premier signal arbre à cames AC1 et un front descendant est détecté sur le deuxième signal arbre à cames AC2. Sachant que le signal vilebrequin n’est plus disponible, il est à ce stade impossible de savoir avec certitude le positionnement par exemple du premier piston 1 dans son cylindre respectif en fonction du cycle moteur.

Le procédé réalise alors une comparaison entre les deux événements et les données stockées dans le tableau 1. Ainsi, après comparaison des événements deux positionnements du piston 1 sont possibles à ce stade, c'est-à-dire soit le cas où le front montant observé sur AC1 est le front montant 8 et le front montant observé sur AC2 est le front descendant 7 ou le front montant vue sur AC1 est le front montant 6 et le front descendant vue sur AC2 est le front descendant 5.

Ainsi, il existe une incertitude sur la position du piston 1. Dans ce cas, le procédé de l’invention comporte une étape d’attente et de supervision dans laquelle aucune action de déduction du positionnement du piston 1 n’est réalisée et il est surveillé le premier signal arbre à cames AC1 et le deuxième signal arbre à cames AC2. Lors de l’apparition de fronts sur le premier signal arbre à cames AC1 et/ou le deuxième signal arbre à cames AC2 alors le procédé réalise une reconstitution du troisième signal arbre à cames AC3. Avantageusement, ces étapes de procédé mentionnées dans le paragraphe ci-dessus permettent après traitement d’ôter l’incertitude.

Par la suite comme illustré à la figure 1, un front descendant est détecté (lors du mouvement des pistons) au niveau du deuxième signal arbre à cames 2. Le procédé de l’invention, après reconstitution du troisième signal arbre à cames AC3 suite à cet événement, réalise une étape de comparaison du/des fronts apparaissant sur le troisième signal arbre à cames AC3 aux valeurs stockées dans le tableau 1.

Avantageusement, après l’étape de comparaison le procédé de l’invention permet et réalise une étape de déduction de la position du piston 1 dans le cycle moteur. Dans cet exemple, le procédé de l’invention déduit que le piston 1 est dans la phase d’admission et est positionné à une distance de 36° de son point mort bas TDCO.

Ainsi, grâce au procédé de l’invention, il est possible d’activer une procédure d’injection de carburant dans le piston 1 et ainsi faire fonctionner le moteur sans aucune information provenant du signal de vilebrequin. Avantageusement, la précision de déduction du positionnement du piston durant le cycle moteur est améliorée permettant de faire fonctionner le moteur à combustion interne à des régimes moteur suffisants pour atteindre une vitesse supérieure à 10km/h.

L’homme de l’art comprendra aisément que l’étape de déduction présentée plus haut est aussi valable pour le positionnement des autres pistons durant les cycles moteur. En outre, ce procédé permet également de déduire les autres phases du cycle moteur pour chaque piston avec une meilleure précision que celle des moyens de déduction de l’art antérieur.

Dans un autre exemple de réalisation du procédé, lors de la détection de la disparition du signal vilebrequin dans le cas ou les arbres à cames sont des technologies variable (WT) le procédé de l’invention, comporte une étape de désactivation de cette fonction de variabilité des arbres à cames et positionne le premier arbre à cames et le deuxième arbre à cames dans un fonctionnement « normal », il est entendu par normal non variable.

Le procédé selon la présente invention permet ainsi de faire fonctionner un moteur à combustion interne dans un mode dégradé, c'est-à-dire sans signal de vilebrequin, avec un régime moteur relativement élevé supérieur à 1000Tr/min avec un minimum de risque de casse pour ce dernier. Avantageusement, le procédé de l’invention permet une diminution des « ratés » moteur lorsque le signal de vilebrequin est absent améliorant le confort d’utilisation du véhicule. Avantageusement, grâce au procédé de l’invention la consommation et la pollution émise par le moteur dans un mode dégradé sont légèrement diminuées.

Avantageusement, le procédé de l’invention peut être implémenté dans un calculateur de contrôle moteur d’un véhicule automobile à carburant diesel ou essence. Ainsi, avantageusement si le moteur est un moteur de type « diesel » alors le procédé de l’invention permet une amélioration de la déduction de la précision du positionnement des pistons dans les cylindres permettant une diminution du risque de détérioration dudit moteur à combustion interne.

Dans le cas où le procédé de l’invention est implémenté dans un calculateur de contrôle moteur dédié à la gestion d’un moteur de type « essence » alors le procédé de l’invention permet une amélioration de la précision d’injection et aussi de l’allumage ou avance à l’allumage permettant une diminution du risque de détérioration dudit moteur à combustion interne.

Avantageusement, grâce au procédé de l’invention lorsque le moteur fonctionne en mode dégradé le dispositif de traitement des gaz d’échappement est protégé.

En outre, le moteur à combustion interne peut comporter plus de deux arbres à cames comme par exemple dans un moteur type « W ».

L’invention est décrite dans ce qui précède à titre d’exemple. Il est entendu que l'homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de l'invention sans pour autant sortir du cadre du brevet.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de synchronisation d’un moteur à combustion interne de type quatre temps comprenant au moins un cylindre dans lequel un piston est mobile entre un point mort haut et un point mort bas, le mouvement du piston entraînant un vilebrequin coopérant avec au moins un premier arbre à cames et un second arbre à cames ; le vilebrequin coopérant avec une cible de vilebrequin présentant un nombre d de dents représentatif de la position du piston dans le cylindre durant un cycle moteur, le premier arbre à cames coopérant avec une première cible solidaire et le second arbre à cames coopérant avec une deuxième cible solidaire, la première cible solidaire présentant un nombre j de dents et la deuxième cible solidaire présentant un nombre k de dents, un premier capteur et un second capteur adaptés pour générer respectivement une premier signal arbre à cames et un deuxième signal arbre à cames représentatif du passage des dents devant ledit capteur correspondant ; le procédé comprenant les étapes suivantes :

• référencement par rapport à la cible vilebrequin des n cas possibles de positions du piston dans le cylindre lors du cycle moteur en fonction des j dents de la première cible solidaire et des k dents de la deuxième cible solidaire, • enregistrement des fronts montants et des fronts descendants du premier signal arbre à cames (AC1) et du deuxième signal arbre à cames (AC2) référencés par rapport à la cible vilebrequin lors du cycle moteur, • génération d’un troisième signal arbre à cames (AC3) constitué des fronts montants et des fronts descendants du premier signal arbre à cames (AC1) et du deuxième signal arbre à cames (AC2) en fonction de la cible vilebrequin, • estimation du positionnement du piston dans le cylindre lors d’un cycle moteur en fonction des n cas possibles à l’aide du troisième signal arbre à cames (AC3).
2. Procédé de synchronisation selon la revendication 1, comprenant l’étape suivante :

• détermination du point mort haut du piston dans le cylindre à partir du troisième signal arbre à cames (AC3).
3. Procédé de synchronisation selon la revendication 2, comprenant l’étape suivante :

• synchronisation des injections du moteur à combustion interne à partir de la détermination du point mort haut du piston dans le cylindre.
4. Procédé de synchronisation selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les fronts montants et les fronts descendants du troisième signal arbre à cames (AC3) est le résultat d’une opération booléenne entre les fronts montants et les fronts descendants du premier signal arbre à cames (AC1) et du deuxième signal arbre à cames (AC2).
5. Procédé de synchronisation selon la revendication 4, caractérisé en ce que l’opération booléenne est une fonction OU.
6. Procédé de synchronisation selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la première cible arbre à cames est positionnée à l’injection du moteur à combustion interne.
7. Procédé de synchronisation selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la deuxième cible arbre à cames est positionnée à l’échappement du moteur à combustion interne.
8. Procédé de synchronisation selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant l’étape suivante dans le cas où au moins un des arbres à cames est un arbre à cames variable :

• désactivation d’une fonction arbre à cames variables.
9. Procédé de synchronisation selon la revendication 8, caractérisé en ce que la désactivation de la fonction arbre à cames variable est réalisée avant la détection des fronts montant et des fronts descendant du premier signal arbre à cames (AC1) et du deuxième signal arbre à cames (AC2) lors du cycle moteur.
10. Procédé de synchronisation selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu’il est réalisé lors d’un mode de fonctionnement dégradé du moteur à combustion interne.

1Z1

TDCo TDC TDC TDC