FR3108676A1 - Procédé et dispositif de contrôle moteur avec signal vilebrequin reconstitué - Google Patents

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Abstract

Procédé et dispositif de contrôle d’un moteur à combustion interne à quatre temps comportant une étape de production d’un signal vilebrequin reconstitué (12) qui comporte un signal électrique s’étendant sur deux tours de vilebrequin dans le sens nominal de rotation du moteur, ce signal électrique comportant : - une unique impulsion principale (Ip), présentant une première durée prédéterminée, correspondant au passage d’une dent de référence prédéterminée de la roue dentée (8) associée au vilebrequin (2) du moteur ; - une pluralité d’impulsions secondaires (Is), présentant chacune une deuxième durée prédéterminée, correspondant chacune au passage d’une dent de la roue dentée (8) associée au vilebrequin (2) du moteur ; la première durée prédéterminée étant supérieure à la deuxième durée prédéterminée. Figure pour l’abrégé : Fig. 2

Description

Procédé et dispositif de contrôle moteur avec signal vilebrequin reconstitué
L’invention concerne le domaine des moteurs à combustion interne à quatre temps qui sont mis en œuvre notamment dans l’automobile.
ART ANTÉRIEUR
Les moteurs à combustion interne sont couramment mis en œuvre avec un module électronique de commande (ECU, « Engine Control Unit », en anglais) adapté à recevoir de divers capteurs des informations sur l’état du moteur, et à exercer au moment adéquat les opérations de commande telles que, par exemple, le déclenchement d’une injection de carburant ou le déclenchement d’une étincelle de bougie d’allumage.
Pour des raisons de performance, d’efficience, et de réduction des émissions polluantes, les procédés de contrôle moteur récents dans le domaine automobile nécessitent un pilotage extrêmement précis des organes de contrôle moteur, notamment des séquences d’injection de carburant ainsi que, dans le cas des moteurs à essence, des séquences d’allumage. Cette précision dans la commande du moteur requiert une connaissance très précise de la position instantanée du moteur dans son cycle à quatre temps. La connaissance de la position instantanée du moteur dans son cycle permet de connaitre à tout moment la position de chaque piston par rapport à un évènement tel que l’allumage ou l’injection de carburant.
En effet, les moteurs à combustion interne comportent généralement un ou plusieurs pistons actionnant en rotation un vilebrequin qui est couplé en rotation avec un volant d’inertie muni d’une roue dentée. Un capteur, tel qu’un capteur à effet Hall, est généralement disposé en vis-à-vis de la roue dentée et est adapté à transmettre à l’unité de contrôle moteur une information représentative du passage de chaque dent devant ce capteur, lors de la rotation du moteur. Cette roue dentée comporte de plus une asymétrie (une ou plusieurs dents manquantes, par exemple) qui permet d’initialiser les stratégies de comptage de dents (ou de calcul de position du moteur) au passage de cette asymétrie. L’unité de contrôle moteur dispose ainsi d’une information relative à la position angulaire instantanée du vilebrequin.
Le moteur à combustion interne étant ici un moteur à quatre temps, le cycle complet du moteur (admission, compression, détente, échappement) se déroule sur deux tours de vilebrequin. La connaissance de la position angulaire du vilebrequin n’est donc pas suffisante pour connaitre précisément la position du moteur dans le cycle. Les moteurs à combustion interne prévoient en conséquence un autre capteur lié aux soupapes tel qu’un capteur d’arbre à came qui est adapté à transmettre à l’unité de contrôle moteur une information relative à la position des soupapes.
L’unité de contrôle moteur est à même de déterminer précisément la position instantanée du moteur en combinant les informations fournies par le capteur de vilebrequin et le capteur d’arbre à came, par une opération couramment dénommée « synchronisation ».
Les évolutions récentes dans le domaine des moteurs à combustion interne mettent en œuvre de nouveaux organes, pilotés indépendamment de l’unité de contrôle moteur, qui nécessitent la connaissance de la position précise du moteur dans son cycle à quatre temps. C’est le cas, par exemple, des dispositifs électriques de levée variable de soupapes et/ou de déphasage d’ouverture des soupapes (VVT, « Variable Valve Timing », en anglais). Ces dispositifs, auparavant hydrauliques, ont récemment évolués en dispositifs électriques et permettent une amélioration dans le contrôle du mouvement des soupapes pour améliorer les performances du moteur, réduire les émissions polluantes, et diminuer la consommation de carburant. Les moyens électriques actionnant ces dispositifs de levée variable sont pilotés par une unité de commande de soupapes qui est indépendante de l’unité de contrôle moteur et qui nécessite la connaissance de la position instantanée du moteur dans son cycle à quatre temps, afin de mener à bien la levée variable des soupapes.
Il est possible de réaliser, au sein de l’unité de commande de soupapes, la même opération de synchronisation que dans l’unité de contrôle moteur, pour que l’unité de commande de soupapes détermine elle même la position du moteur dans son cycle. Cependant, le fait de procéder à une synchronisation au niveau de l’unité de contrôle moteur et à une synchronisation supplémentaire du côté de l’unité de commande de soupapes, implique un doublement des opérations de calcul relatives à la synchronisation, et par conséquent un doublement des moyens électroniques nécessaires à ces calculs, ce qui implique des moyens de contrôle moteur plus complexes et plus onéreux.
De plus, l’opération de synchronisation est une opération complexe lorsque la précision demandée implique des échelles de temps de l’ordre de la microseconde. Cette opération de synchronisation implique des algorithmes exigeants en matière de ressources de calculs et aboutissent à un résultat qui, bien que précis, est donné dans une certaine plage d’incertitude. Deux opérations de synchronisation réalisées indépendamment vont alors aboutir à des résultats qui peuvent être différents, dans cette plage d’incertitude, ce qui est risqué pour le fonctionnement du moteur lorsque ces synchronisations visent des organes du moteur qui doivent être parfaitement synchronisés, comme les soupapes et l’injection de carburant, par exemple.
Deux opérations de synchronisation indépendantes (l’une dans l’unité de contrôle moteur et l’autre dans l’unité de commande de soupapes) ne pourront donc être mises en œuvre que si l’on procède à une troisième synchronisation qui moyenne les deux premières. Ce type d’opération complexifie encore les dispositifs et les procédés mis en œuvre, et augmente le cout et le risque de panne.
L’invention a pour but d’améliorer les procédés et dispositifs de l’art antérieur.
A cet effet, l’invention vise un procédé de contrôle d’un moteur à combustion interne à quatre temps qui comporte un premier capteur de position angulaire d’arbre à cames et un deuxième capteur de détection du passage des dents d’une roue dentée associée au vilebrequin, ce procédé comportant une étape de détermination de la position instantanée du moteur dans son cycle à quatre temps à partir des informations fournies par lesdits capteurs, ce procédé comportant en outre une étape de production d’un signal vilebrequin reconstitué qui comporte un signal électrique s’étendant sur deux tours de vilebrequin dans le sens nominal de rotation du moteur, ce signal électrique comportant :
- une unique impulsion principale, présentant une première durée prédéterminée, correspondant au passage d’une dent de référence prédéterminée de la roue dentée associée au vilebrequin ;
- une pluralité d’impulsions secondaires, présentant chacune une deuxième durée prédéterminée, correspondant chacune au passage d’une dent de la roue dentée associée au vilebrequin ;
la première durée prédéterminée étant supérieure à la deuxième durée prédéterminée.
Selon un autre objet, l’invention vise un dispositif de contrôle moteur adapté à mettre en œuvre le procédé décrit ci-dessus, et comportant :
- une unité de contrôle moteur à laquelle sont reliés lesdits capteurs ;
- une unité de commande spécifique à un organe du moteur ;
- un bus de communication reliant l’unité de contrôle moteur à l’unité de commande spécifique, et adapté à transmettre le signal vilebrequin reconstitué.
L’unité de commande spécifique peut être une unité de commande de levée variable électrique de soupapes.
Le procédé et le dispositif selon l’invention ajoutent des fonctionnalités supplémentaires aux fonctions du contrôle moteur. Selon l’invention, le signal vilebrequin reconstitué contient à lui seul toutes les informations permettant de connaitre avec précision la position instantanée du moteur dans son cycle à quatre temps.
L’invention permet de ne réaliser l’opération de synchronisation des capteurs qu’une seule fois, au niveau de l’unité de contrôle moteur, et d’en fournir le résultat à tout autre unité de commande supplémentaire du moteur sous une forme directement exploitable même dans le contexte d’un moteur à régime de rotation élevé. Cette unité de commande supplémentaire n’a pas besoin de l’accès aux capteurs, et nécessite peu de ressources en calcul pour extraire l’information qui se présente sous la forme du signal vilebrequin reconstitué.
L’invention est particulièrement adaptée aux moteurs complexes disposant d’organes embarquant leur propre électronique de commande sous forme d’une unité de contrôle supplémentaire tels les dispositifs électriques de levée variable de soupapes cités précédemment. Grâce à l’invention, un tel moteur comporterait simplement un bus de communication entre l’unité de contrôle moteur et l’unité de contrôle supplémentaire, ce bus transportant le signal vilebrequin reconstitué. Du point de vue de l’unité de contrôle supplémentaire, le bus de communication simule une information apportée par un capteur virtuel qui fournirait directement, sous la forme du signal vilebrequin reconstitué, une information relative à la position instantanée réelle du moteur dans son cycle à quatre temps, sans nécessiter de synchronisation.
L’invention permet ainsi de simplifier l’électronique et la programmation de tous les composants externes à l’unité de contrôle moteur, améliorant ainsi le cout, la fiabilité et la masse embarquée. Tous ces composants bénéficient d’une information de position issue d’une seule et unique opération de synchronisation, ce qui augmente la fiabilité du fonctionnement des organes du moteur qui travaillent en commun.
Le procédé selon l’invention peut comporter les caractéristiques additionnelles suivantes, seules ou en combinaison :
- durant les deux tours de vilebrequin dans le sens nominal de rotation du moteur, sur lesquels s’étend le signal vilebrequin reconstitué, la dent de référence réalise deux passages devant le deuxième capteur, l’unique impulsion principale étant générée pour l’un de ces passages, et une impulsion secondaire étant générée pour l’autre de ces passages ;
- la roue dentée associée au vilebrequin comporte un espace sans dent ; et la dent de référence prédéterminée est adjacente à cet espace sans dents ;
- en cas de rotation du moteur dans son sens inverse de rotation, le signal électrique du signal vilebrequin reconstitué comporte, sur deux tours de vilebrequin dans le sens inverse : une unique impulsion principale modifiée, présentant une troisième durée prédéterminée, correspondant au passage de la dent de référence prédéterminée dans le sens inverse de rotation du moteur ; une pluralité d’impulsions secondaires modifiées, présentant chacune une quatrième durée prédéterminée, correspondant chacune au passage d’une dent du vilebrequin dans le sens inverse de rotation du moteur ; la troisième durée prédéterminée étant supérieure à la quatrième durée prédéterminée.
- la quatrième durée prédéterminée est supérieure à la deuxième durée prédéterminée ;
- le signal électrique du signal vilebrequin reconstitué combine des tronçons de signal qui comportent des impulsions secondaires et qui correspondent à une rotation du moteur en sens nominal, et des tronçons de signal qui comportent des impulsions secondaires modifiées et qui correspondent à une rotation du moteur en sens inverse ;
- l’étape de détermination de la position instantanée du moteur dans son cycle à quatre temps à partir des informations fournies par lesdits capteurs est réalisée par une unité de contrôle moteur à laquelle sont reliés lesdits capteurs ; et le signal vilebrequin reconstitué est transmis par un bus de communication à une unité de commande spécifique à un organe du moteur ;
- l’unité de commande spécifique détermine la position du moteur dans son cycle a quatre temps en comptant le nombre d’impulsions secondaires du signal vilebrequin reconstitué, à partir de l’unique impulsion principale.
PRÉSENTATION DES FIGURES
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description non limitative qui suit, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- La figure 1 illustre schématiquement un moteur à combustion interne muni d’un dispositif selon l’invention ;
- La figure 2 est une première vue illustrant le procédé selon l’invention, selon un premier mode de réalisation ;
- La figure 3 est une deuxième vue illustrant le procédé selon l’invention, selon un premier mode de réalisation ;
- La figure 4 illustre le procédé selon l’invention selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE
La figure 1 illustre schématiquement le moteur à combustion interne à quatre pistons 1 fonctionnant selon un cycle de moteur à quatre temps. Un tel moteur de véhicule comporte un vilebrequin 2, actionné en rotation par les pistons 1, ainsi qu’un arbre à came 3 actionnant les soupapes 4 du moteur.
La connaissance précise de la position instantanée de ce moteur est nécessitée pour le pilotage des moyens d’injection de carburant, les éventuels moyens d’allumage (pour les moteurs à essence), ou de toute autre fonction supplémentaire telle que l’arrêt automatique et redémarrage du moteur (« stop and start », en anglais). Cette position instantanée du moteur est déterminée à partir d’un capteur de vilebrequin 5 et d’un capteur d’arbre à came 6. Ces capteurs 5, 6 sont des capteurs connus et ne seront pas décrits plus en détail ici. Les capteurs 5, 6, de même que tous les autres capteurs et organes de pilotage du moteur (non représentés) sont reliés à l’unité 9 de contrôle moteur.
Dans cet exemple, le vilebrequin 2 est relié à un volant moteur 7 qui est associé à une roue dentée 8 sur sa circonférence. La roue dentée 7 comporte une ou plusieurs dents manquantes afin de rendre le volant moteur 7 asymétrique en rotation et créer une référence physique angulaire.
Le capteur d’arbre à came 6 permet de déterminer la position angulaire de l’arbre à came 3. Le capteur de vilebrequin 5 permet de détecter le passage de chacune des dents du volant moteur 7. Le capteur 5 est également capable de détecter l’espace correspondant aux dents manquantes, et initialiser un compteur à partir de cette référence physique, de sorte qu’après un tour complet de vilebrequin, le capteur de vilebrequin 5 peut déterminer la position angulaire du vilebrequin 2.
L’unité de contrôle moteur 9 est adaptée, de manière connue, à réaliser une opération de synchronisation permettant la mise en correspondance des informations provenant des deux capteurs 5, 6 pour déterminer la position instantanée du moteur. La synchronisation est réalisée en continu, au fur et à mesure des informations fournies par les capteurs 5, 6.
Dans le présent exemple, le moteur est équipé d’un dispositif électrique de levée variable de soupapes qui comporte des actionneurs électriques, intercalés entre l’arbre à came 3 et les soupapes 4, permettant de moduler l’actionnement des soupapes 4. Ce dispositif de levée variable de soupape comporte sa propre électronique de commande dans une unité de commande 10 de soupapes qui est, dans cet exemple, physiquement séparée de l’unité de contrôle moteur 9.
L’unité de commande 10 de soupapes nécessite également, pour son fonctionnement, la connaissance précise de la position instantanée du moteur.
L’unité de contrôle moteur 9 et l’unité de commande 10 de soupapes sont reliées par un bus de communication 11 par lequel sont transmises des informations relatives aux opérations de synchronisation qui ont eu lieu dans l’unité de contrôle moteur 9, de sorte que l’unité de commande 10 de soupapes puisse bénéficier de cette information.
L’unité de contrôle moteur 9 va transmettre à l’unité de commande 10 de soupapes un signal électrique dénommé « signal vilebrequin reconstitué ». Le signal vilebrequin reconstitué correspond ici à un signal qui simule des informations qui seraient transmises par un capteur virtuel qui serait adapté à mesurer directement, de manière univoque, la position du moteur dans son cycle. Ce signal de vilebrequin reconstitué comporte une impulsion électrique pour chaque passage de dents de la roue dentée 8 devant le capteur 5. Ces impulsions sont toutes de la même durée prédéterminée, sauf l’une de ces impulsions, correspondant à une dent de référence, qui est plus longue que les autres impulsions et qui se produit uniquement lors du passage de cette dent de référence au cours de l’un des deux tours de vilebrequin dans lesquels s’étend le cycle complet du moteur à quatre temps.
Autrement dit, durant le cycle à quatre temps complet (qui dure deux tours de vilebrequin), une dent qui est choisie comme dent de référence va passer deux fois devant le capteur 5 et un seul de ces passages génèrera une impulsion longue.
Les figures 2 et 3 illustrent schématiquement une portion de la roue dentée 8, mise à plat. Ces figures représentent toutes deux la même portion de six dents : la figure 2 illustre le passage de cette portion devant le capteur 5 au cours du premier tour de vilebrequin d’un cycle ; et la figure 3 illustre le passage de cette même portion devant le capteur 5 au cours du deuxième tour de vilebrequin de ce cycle.
La portion de la roue dentée 8 illustrée comporte six dents D1 à D6, ainsi qu’un espace R correspondant à deux dents manquantes qui constitue une signature, un repère physique sur la roue dentée 8.
La synchronisation est réalisée en temps réel par l’unité de contrôle moteur 9 et, au moment du passage de chacune des dents C1 à C6 devant le capteur 5, la position du moteur dans son cycle à quatre temps est connue par l’unité de contrôle moteur 9.
Une dent de la roue dentée 8 est choisie, pour la mise en œuvre du procédé, comme dent de référence. Dans le présent exemple illustratif, la dent D4 est choisie comme dent de référence. Cette dent de référence n’intervient pas dans les opérations de synchronisation qui ont lieu au sein de l’unité de contrôle moteur 9, et intervient uniquement dans la production du signal vilebrequin reconstitué qui est transmis à l’unité 10 au fur et à mesure que ces opérations de synchronisation sont réalisées.
Les figures 2 et 3 illustrent le signal vilebrequin reconstitué 12, mis en correspondance avec le passage des dents de la roue dentée 8, qui est transmis au module 10. Dans le présent exemple, le signal vilebrequin reconstitué 12 comporte une impulsion déclenchée à chaque front montant d’une dent de la roue dentée 8, captée par le capteur 5. Ainsi, au niveau de l’unité de contrôle moteur 9, chaque fois que le front montant d’une dent est détecté, l’unité de contrôle moteur 9 envoie sur le bus de communication 11 une impulsion dont la durée est choisie parmi deux durées prédéterminées : une première durée correspondant à une impulsion principale Ip ; et une deuxième durée correspondant à une impulsion secondaire Is.
Le signal vilebrequin reconstitué 12 complet s’étend sur deux tours de vilebrequin, dans le sens nominal de rotation du moteur, et va donc comporter un signal électrique présentant :
- une unique impulsion principale Ip, de durée longue, correspondant au premier passage de la dent de référence D4 ;
- une impulsion secondaire Is, de durée courte, pour chaque passage des autres dents et pour le deuxième passage de la dent de référence.
Dans le présent exemple, la durée de l’unique impulsion principale est de 60 µs et la durée des impulsions secondaires est de 45 µs.
En résumé, l’unité de contrôle moteur 9 est programmée pour générer sur le bus 11, dans le cadre de la construction du signal vilebrequin reconstitué 12, une impulsion de 45 µs (deuxième durée prédéterminée) pour toutes les dents de la roue dentée 8 et pour l’un des passages de la dent de référence D4, et une impulsion de 60 µs (première durée prédéterminée) pour l’autre passage de la dent de référence D4. Ce signal vilebrequin reconstitué s’étend sur deux tours de vilebrequin correspondant à un cycle de moteur à quatre temps, et se répète à chaque cycle.
L’unité de commande 10 de soupapes, recevant le signal vilebrequin reconstitué 12, peut déterminer la position du moteur dans son cycle à quatre temps sans aucune autre information extérieure que ce signal 12.
En effet, l’unique impulsion principale Ip permet d’établir une référence d’initialisation qui permet à l’unité de commande 10 de soupape de procéder au comptage des dents à partir de cette référence d’initialisation. Comme cette impulsion principale Ip est unique pour chaque cycle, c’est-à-dire sur deux tours de vilebrequin, cette référence d’initialisation est valable pour un cycle complet du moteur quatre temps.
Optionnellement, lorsque l’unité de contrôle moteur 9 n’a pas encore procédé à l’opération de synchronisation, ou que la synchronisation a été perdue, le signal de vilebrequin reconstitué 12 n’est constitué que d’impulsions secondaire Is. La non réception d’impulsions principales Ip permet d’indiquer à l’unité de commande de soupapes 10 l’absence ou la perte de synchronisation.
Selon une caractéristique préférée, la dent de référence (D4 dans l’exemple) est choisie comme étant adjacente à l’espace R sans dents. Dans le présent exemple, la dent de référence D4 suit immédiatement cet espace R dans le sens nominal de rotation du moteur. Ainsi, la prise de référence relative à la construction du signal vilebrequin reconstitué 12 arrive juste après la prise de référence relative à l’opération de synchronisation de l’unité de contrôle moteur 9, limitant ainsi les erreurs.
L’unité de commande 10 reçoit ainsi de l’unité de contrôle moteur 9 une information permettant de déterminer directement la position instantanée du moteur dans son cycle à quatre temps, en comptant le nombre d’impulsions secondaires Is succédant à l’unique impulsion primaire Ip de chaque cycle. Cette information est reçue par l’unité de commande 10 sans que cette dernière ne soit connectée à aucun capteur et sans avoir réalisé d’opération de synchronisation. Seul le signal vilebrequin reconstitué 12, qui est un signal électrique comportant une faible quantité de données, transite par le bus de communication 11 en requérant des ressources de calcul et de bande passante négligeables.
En pratique, l’unité de commande 10 de soupapes peut comporter des moyens simples de lecture du signal vilebrequin reconstitué 12 qui sont similaires à ceux utilisés pour la lecture du signal émis par un capteur. Chaque impulsion du signal 12 peut être comparée à un seuil tel que, en suivant l’exemple décrit ci-dessus, 45 µs à 50 µs. Toutes les impulsions reçues qui sont d’une durée inférieure à ce seuil sont identifiées comme des impulsions secondaires Is qui correspondent donc au passage d’une dent classique, et chaque impulsion supérieure à ce seuil sera identifiée comme l’unique impulsion principale d’un cycle, qui correspond au passage de la dent de référence prédéterminée dans l’un des deux tours de vilebrequin correspondant.
L’unité de commande 10 de soupapes nécessite simplement un compteur incrémental qui est par exemple remis à zéro à chaque unique impulsion principale. Le compteur est incrémenté à chaque passage de dent.
La figure 4 illustre un deuxième mode de réalisation de l’invention avec les mêmes numéros de renvoi aux figures. Cette figure est similaire aux figures 2 et 3 et représente une portion de la roue dentée 8 mise à plat. Le signal vilebrequin reconstitué 12 est également schématisé en correspondance avec la portion de la roue dentée 8.
Selon ce deuxième mode de réalisation, l’unité de contrôle moteur 9 est adaptée à différencier les situations où le moteur tourne dans son sens nominal de rotation et les situations où il tourne dans le sens inverse, ces dernières arrivant parfois par exemple lors de la coupure du moteur.
Dans cette configuration, les capteurs de vilebrequin 5 et d’arbre à came 6 ainsi que les moyens de synchronisation de l’unité de contrôle moteur 9 sont à même de déterminer ensemble le sens de rotation du moteur. Ces capteurs et moyens de les exploiter sont connus et ne seront pas décrits plus en détail ici. Rappelons simplement que l’unité de contrôle moteur 9 dispose ainsi de données indiquant le passage de chacune des dents de la roue dentée 8 ainsi que le sens de rotation du moteur associé à ce passage de dents.
Dans l’exemple illustratif de la figure 4, la portion de dents D7 à D9 a été représentée. Dans ce deuxième mode de réalisation, chaque impulsion du signal vilebrequin reconstitué est générée au front descendant de chaque dent. Ceci a pour effet de permettre au module de contrôle moteur 9 de réaliser la synchronisation et de déterminer le sens de rotation du moteur en comparant le front montant et le front descendant de chaque dent. C’est donc au front descendant d’une dent que l’information complète (passage d’une dent et sens de rotation) est connue.
Dans l’exemple de la figure 4, une première portion de figure représente le passage devant le capteur 5 de trois dents D7 à D9 dans le sens de rotation nominal du moteur, jusqu’à un évènement d’inversion 13 du sens de rotation du moteur. Une deuxième portion de figure représente le passage des dents D7 à D9 en sens inverse jusqu’à un deuxième évènement 14 d’inversion du sens de rotation du moteur, pour revenir au sens de rotation nominal du moteur. Une troisième portion de figure représente le passage des dents D7 à D9 à nouveau devant le capteur de vilebrequin 5 dans le sens nominal de rotation.
Dans cette configuration temporelle schématique, simplifiée pour les besoins de la présente description, le signal de vilebrequin reconstitué 12 aurait le profil illustré sur cette figure 4. Dans cet exemple, la dent de référence prédéterminée est la dent D9. Le signal 12 comporte ici chronologiquement :
- une impulsion secondaire Is d’une deuxième durée prédéterminée, ici 45 µs, déclenchée au moment du passage du front descendant de la dent D7 devant le capteur de vilebrequin 5 ;
- une impulsion secondaire Is de 45 µs correspondant au passage de la dent D8 devant le capteur 5 dans le sens de rotation nominal du moteur ;
- une impulsion primaire Ip de 60 µs correspondant au passage de la dent de référence D9 devant le capteur de vilebrequin 5 ;
- une impulsion primaire modifiée Ipm correspondant au passage de la dent de référence D9 dans le sens inverse du sens nominal de rotation du moteur. Cette impulsion primaire modifiée Ipm présente une troisième durée prédéterminée qui est ici de 105 µs ;
- une impulsion secondaire modifiée Ism correspondant au passage de la dent D8 dans le sens inverse de rotation, cette impulsion Ism présentant une quatrième durée prédéterminée qui est ici de 90 µs ;
- une impulsion secondaire modifiée Ism de 90 µs correspondant au passage de la dent D7 dans le sens inverse de rotation ;
- une impulsion secondaire Is de 45 µs correspondant à un nouveau passage de la dent D7 dans le sens nominal de rotation du moteur ;
- une impulsion secondaire Is de 45 µs correspondant au passage de la dent D8 devant le capteur 5 dans le sens de rotation nominal du moteur ;
- une impulsion primaire Ip de 60 µs correspondant au passage de la dent de référence D9 devant le capteur de vilebrequin 5, dans le sens nominal de rotation du moteur.
L’impulsion primaire est unique pour chaque cycle, c’est-à-dire sur deux tours de vilebrequin dans un sens de rotation.
Dans ce deuxième mode de réalisation, le signal vilebrequin reconstitué est constitué, lorsque le moteur tourne dans son sens nominal de rotation, de manière identique au premier mode de réalisation. Cependant, ce deuxième mode de réalisation ajoute des informations fournies par l’unité de contrôle moteur 9 sur le bus de communication 11 lorsque le moteur tourne dans le sens inverse. En effet, lorsque le moteur tourne dans le sens inverse de son sens nominal de rotation, chaque passage d’une dent de la roue dentée 8 va générer, au niveau du signal vilebrequin reconstitué 12, une impulsion secondaire modifiée Ism pour toutes les dents de la roue dentée 8, sauf pour la dent de référence (ici D9) pour laquelle une unique impulsion principale modifiée Ipm va être générée pour un seul des passages de la dent de référence durant les deux tours de vilebrequin d’un cycle moteur à quatre temps en sens inverse.
Bien entendu, le moteur a peu de chances de réaliser deux tours de vilebrequin en sens inverse. Cette présentation vise à décrire le fonctionnement du procédé lorsque le moteur tourne en sens inverse : le procédé abouti à un signal vilebrequin reconstitué dont certaines portions correspondent à une rotation en sens inverse, et ces portions comportent des impulsions secondaires modifiées Ism, qui sont plus longues que les impulsions primaires et secondaires, ainsi qu’une unique impulsion primaire modifiée Ipm. De même, cette impulsion primaire modifiée est dite unique sur deux tours de vilebrequin. Bien que la rotation continuelle en sens inverse pour un moteur soit peu probable, quand bien même elle aurait lieu (par exemple : boite de vitesse engagée sur le premier rapport, et véhicule qui redescend une pente en marche arrière), le procédé selon l’invention s’appliquerait quand-même.
Autrement dit, le signal électrique transmis sur le bus de communication 11 peut comporter :
- des portions correspondant à une rotation du moteur dans son sens nominal, portions sur lesquelles sont présentes une unique impulsion primaire Ip et des impulsions secondaires Is, comme décrit pour le premier mode de réalisation ;
- des portions correspondant à la rotation du moteur en sens inverse et présentant également une unique impulsion principale modifiée Ipm ainsi que des impulsions secondaires modifiées Ism (sur deux tours de vilebrequin, même s’ils ne sont pas réalisés dans la pratique).
Ainsi, selon ce deuxième mode de réalisation, l’unité de commande 10 de soupapes reçoit non seulement l’information relative à la position instantanée du moteur lorsque ce dernier tourne dans son sens nominal de rotation, mais dispose également de cette information lorsque le moteur tourne dans le sens inverse. Cette transmission d’information se fait avec un signal électrique qui est du même niveau de simplicité que dans le premier mode de réalisation. L’unité de commande 10 de soupapes identifie simplement quatre durées d’impulsion différentes (éventuellement à l’aide de seuils) ce qui lui permet ainsi d’identifier le passage des dents dans un sens et dans l’autre, de sorte que le nombre de dents peut être compté à partir de la dent de référence.
Des variantes de réalisation du procédé peuvent être mises en œuvre sans sortir du cadre de l’invention. Par exemple, les première, deuxième, troisième et quatrième durées prédéterminées peuvent avoir des valeurs différentes de celles données ici en exemple, l’important est que toutes ces durées d’impulsion doivent être inférieures à la période de temps s’écoulant entre le passage d’une dent et le passage de la dent suivante, de sorte que les durées des impulsions du signal électrique soient clairement distinguables.
Le signal vilebrequin reconstitué peut être transmit à tout type d’équipement du moteur qui comporte sa propre électronique de commande et qui nécessite la connaissance de la position instantanée du moteur.

Claims (10)

  1. Procédé de contrôle d’un moteur à combustion interne à quatre temps qui comporte un premier capteur (6) de position angulaire d’arbre à cames et un deuxième capteur (5) de détection du passage des dents d’une roue dentée (8) associée au vilebrequin (2), ce procédé comportant une étape de détermination de la position instantanée du moteur dans son cycle à quatre temps à partir des informations fournies par lesdits capteurs (5,6) ;
    ce procédé étant caractérisé en ce qu’il comporte en outre une étape de production d’un signal vilebrequin reconstitué (12) qui comporte un signal électrique s’étendant sur deux tours de vilebrequin dans le sens nominal de rotation du moteur, ce signal électrique comportant :
    - une unique impulsion principale (Ip), présentant une première durée prédéterminée, correspondant au passage d’une dent de référence prédéterminée de la roue dentée (8) associée au vilebrequin (2) ;
    - une pluralité d’impulsions secondaires (Is), présentant chacune une deuxième durée prédéterminée, correspondant chacune au passage d’une dent de la roue dentée (8) associée au vilebrequin (2) ;
    la première durée prédéterminée étant supérieure à la deuxième durée prédéterminée.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, durant les deux tours de vilebrequin dans le sens nominal de rotation du moteur, sur lesquels s’étend le signal vilebrequin reconstitué (12), la dent de référence réalise deux passages devant le deuxième capteur (5), l’unique impulsion principale (Ip) étant générée pour l’un de ces passages, et une impulsion secondaire (Is) étant générée pour l’autre de ces passages.
  3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que : la roue dentée (8) associée au vilebrequin (2) comporte un espace (R) sans dent ; et en ce que la dent de référence prédéterminée est adjacente à cet espace (R) sans dents.
  4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, en cas de rotation du moteur dans son sens inverse de rotation, le signal électrique du signal vilebrequin reconstitué (12) comporte, sur deux tours de vilebrequin dans le sens inverse :
    - une unique impulsion principale modifiée (Ipm), présentant une troisième durée prédéterminée, correspondant au passage de la dent de référence prédéterminée dans le sens inverse de rotation du moteur ;
    - une pluralité d’impulsions secondaires modifiées (Ism), présentant chacune une quatrième durée prédéterminée, correspondant chacune au passage d’une dent du vilebrequin dans le sens inverse de rotation du moteur ;
    la troisième durée prédéterminée étant supérieure à la quatrième durée prédéterminée.
  5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la quatrième durée prédéterminée est supérieure à la deuxième durée prédéterminée.
  6. Procédé selon l’une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le signal électrique du signal vilebrequin reconstitué (12) combine des tronçons de signal qui comportent des impulsions secondaires (Is) et qui correspondent à une rotation du moteur en sens nominal, et des tronçons de signal qui comportent des impulsions secondaires modifiées (Ism) et qui correspondent à une rotation du moteur en sens inverse.
  7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que : l’étape de détermination de la position instantanée du moteur dans son cycle à quatre temps à partir des informations fournies par lesdits capteurs (5,6) est réalisée par une unité de contrôle moteur à laquelle sont reliés lesdits capteurs (5,6) ; et en ce que le signal vilebrequin reconstitué (12) est transmis par un bus de communication (11) à une unité de commande spécifique (10) à un organe du moteur.
  8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l’unité de commande spécifique (10) détermine la position du moteur dans son cycle a quatre temps en comptant le nombre d’impulsions secondaires (Is) du signal vilebrequin reconstitué (12), à partir de l’unique impulsion principale (Ip).
  9. Dispositif de contrôle moteur adapté à mettre en œuvre le procédé selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu’il comporte :
    - une unité de contrôle moteur (9) à laquelle sont reliés lesdits capteurs (5,6) ;
    - une unité de commande spécifique (10) à un organe du moteur ;
    - un bus de communication (11) reliant l’unité de contrôle moteur (9) à l’unité de commande spécifique (10), et adapté à transmettre le signal vilebrequin reconstitué (12).
  10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que l’unité de commande spécifique (10) est une unité de commande de levée variable électrique de soupapes.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5245968A (en) * 1992-08-04 1993-09-21 Ford Motor Company System to determine cam phase and cylinder identification for a variable cam timing engine
US5263450A (en) * 1991-06-27 1993-11-23 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Control apparatus for a multi-cylinder internal combustion engine
EP2013461A1 (fr) * 2006-04-12 2009-01-14 Clean Air Power Limited Moteur à allumage par compression à gaz et carburant diesel
US20140046574A1 (en) * 2012-08-08 2014-02-13 Autotronic Controls Corporation Engine control using an asynchronous data bus

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3033051B1 (fr) * 2015-02-24 2017-02-10 Continental Automotive France Procede et dispositif de traitement d'un signal produit par un capteur de rotation d'une cible tournante
FR3042860B1 (fr) * 2015-10-26 2017-11-03 Continental Automotive France Procede de determination de la position angulaire d'un moteur
FR3097010B1 (fr) * 2019-06-07 2021-06-11 Continental Automotive Gmbh Procédé de validation d’une disparition de défaillance transitoire du signal issu d’un capteur de vilebrequin

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5263450A (en) * 1991-06-27 1993-11-23 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Control apparatus for a multi-cylinder internal combustion engine
US5245968A (en) * 1992-08-04 1993-09-21 Ford Motor Company System to determine cam phase and cylinder identification for a variable cam timing engine
EP2013461A1 (fr) * 2006-04-12 2009-01-14 Clean Air Power Limited Moteur à allumage par compression à gaz et carburant diesel
US20140046574A1 (en) * 2012-08-08 2014-02-13 Autotronic Controls Corporation Engine control using an asynchronous data bus

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