WO2020127776A1 - Synchronisation d'un moteur à combustion interne - Google Patents

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WO2020127776A1
WO2020127776A1 PCT/EP2019/086368 EP2019086368W WO2020127776A1 WO 2020127776 A1 WO2020127776 A1 WO 2020127776A1 EP 2019086368 W EP2019086368 W EP 2019086368W WO 2020127776 A1 WO2020127776 A1 WO 2020127776A1
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module
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PCT/EP2019/086368
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Jacques Rocher
Yannick Leroy
Benjamin MARCONATO
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Continental Automotive France
Continental Automotive Gmbh
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    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for

Definitions

  • the present invention relates generally to the techniques of synchronization of an internal combustion engine. It relates more particularly to a device and a method for determining the state of rotation of at least one camshaft of a heat engine.
  • control of the performance of an internal combustion engine as well as the control of the emission of pollutants are important parameters for motor vehicle manufacturers. To do this, it is for example necessary to know with relative precision the position of the pistons in their respective cylinders during an engine cycle.
  • the document FR 2441829 discloses means for detecting information on the position of the cylinders by locating on a target integral with a crankshaft zones linked to angular positions corresponding to a determined phase of the stroke of different pistons.
  • the integral target consists of a disc having locating elements arranged along its periphery.
  • a sensor generally in a fixed position, then detects these locating elements and generates a signal composed of electrical pulses making it possible to locate the passage, for example at a top dead center (TDC), of a reference piston during a phase of admission.
  • TDC top dead center
  • an internal combustion engine comprises at least two camshafts, with for example, a first camshaft linked to the exhaust and a second shaft with cams linked to admission.
  • a technology known as variable distribution allowing an improvement in the synchronization of the opening or of the closing the intake or exhaust valves during an engine cycle.
  • FIG. 1 illustrates a voltage source type sensor 2, typical of the prior art, coupled for example to a motor control computer 4.
  • the sensor 2 is for example a sensor dedicated to the detection of the positioning of a camshaft of an internal combustion engine.
  • Such a sensor 2 generally comprises three pins with a first sensor pin 2_1 coupled for example to a first computer pin 4_1 dedicated for example to the emission of an activation signal from sensor 2, a second sensor pin 2_2 coupled to a second computer pin 4_2 dedicated to receiving a signal representative of the position of the camshaft, and finally a third sensor pin 2_3 coupled to a third computer pin which is generally coupled to an electrical ground of the vehicle.
  • Figure 2 shows a current source type sensor 6 presented for example in patent application FR1756119.
  • This sensor 6 operates and is coupled to the engine control computer 4 with only two pins.
  • a first sensor pin 6_1 is coupled to the first computer pin 4_1
  • a second sensor pin 6_2 is coupled to the second computer pin 4_2.
  • a pin is released at the level of the engine control computer 4 allowing a gain in wiring density but also in connection technology.
  • the current source type sensor 6 delivers information in the form of a rectangular “current” type signal.
  • a current sensor two levels of current are possible and representative of the presence or absence of a target tooth in front of the sensor 6.
  • patent application FR17561 19 proposes to couple at least two sensors 6 of the current source type in parallel; such coupling is possible using a “shunt” current measurement device.
  • a “shunt” current measurement device For example, it is possible to couple on only two cables at least two sensors 6 of the current source type.
  • the current levels representative of the presence or absence of teeth in front of the sensors 6 of the current source type are sometimes confused and it is complex to determine the passage of a tooth in front of a sensor. In addition, it is also complex to determine the source of the change in current level detected.
  • the invention proposes a device making it possible to partially or totally remedy the technical lack of the cited prior art.
  • a first aspect of the invention relates to a sensor delivering detection information in the form of a variation of a current comprising a sensitive part adapted to detect the passage of a moving target, an electronic module capable controlling and shaping signals from the sensitive part, an on-board intelligence module suitable for, among other things, receiving information from an electronic computer and for processing and generating information intended for said electronic computer; the sensor comprises a module for generating a random number capable of generating a random number.
  • the module for generating a random number is adapted to generate a random number intended for the on-board intelligence module.
  • the random number generated by the module for generating a random number is dependent on a serial number of said current source type sensor.
  • the on-board intelligence module is suitable for counting the random number generated by the generation module from a random number.
  • the on-board intelligence module is suitable for counting down at a determined frequency.
  • the two sensors are coupled to an electronic computer.
  • a method for determining the state of rotation of at least one rotating shaft of an internal combustion engine using at least two source type sensors current according to the preceding claims, the method having the following steps:
  • a first step e1 consisting in activating at least two sensors of the current source type once power supply to said sensors of the current source type
  • a second step e2 consisting, as soon as the current source type sensors are supplied with electrical energy, by activating a module for generating a random number of each sensor in order to generate a random number,
  • a third step e3 consisting, as long as an interrupt signal is not received by the on-board intelligence module of each sensor, in carrying out a counting of the random number up to a value of 0 before the passage to a fifth stage e5, and if necessary the passage to a fourth stage e4,
  • the fourth step e4 consisting of, for the sensor having received the interrupt signal, the modification of a first low level into a second low level and the modification of a first high level into a second high level,
  • the fifth step e5 consisting in the generation of an interrupt signal to the other sensor of the current source type.
  • a sixth step e6 is carried out consisting of measurements and transmissions to the electronic computer of image information of the movements of said targets.
  • the random number is between 1 and 1000.
  • the random number is multiplied by a serial number of the current source type sensor.
  • the interrupt signal is a train of pulses.
  • FIG. 1 represents a schematic view of a computer coupled to a voltage source type sensor
  • FIG. 2 represents a schematic view of a computer coupled to a current source type sensor
  • FIG. 3 represents a schematic view of a sensor according to the invention.
  • FIG. 4 shows an algorigram according to the method of the invention.
  • An internal combustion engine has a determined number of pistons movable in combustion chambers.
  • the energy developed in the combustion chambers by the combustion of a fuel within them is transmitted by the pistons to the same engine shaft also called crankshaft or sometimes in the rest of the description by the English word "crank” ( synonym of crankshaft in French) or the abbreviation CRK.
  • crankshaft also called crankshaft or sometimes in the rest of the description by the English word "crank” ( synonym of crankshaft in French) or the abbreviation CRK.
  • the fuel intake and the exhaust of the combustion gases are most often carried out using valves controlled by at least one camshaft cooperating with the crankshaft or sometimes in the rest of the description by the abbreviation CAM.
  • a first target secured to the crankshaft is generally used to determine an angular position corresponding to a determined phase. of the stroke of the different pistons.
  • the first target is made using a disc having locating elements arranged along its periphery, such as teeth.
  • a reference point for example a top dead center of a piston which is also of reference, it is generally used a mechanical aberration, that is to say one (or more) missing tooth (s) ) on the periphery of the first target.
  • the first target may include a variable number of teeth depending on the desired precision.
  • a first sensor is used to detect the passage of the teeth in front of a sensitive part of said first sensor.
  • the first sensor for example, uses hall effect technology and generates a voltage spike when passing a tooth from the first target.
  • the first sensor can be a current source type sensor making it possible to significantly reduce the density of electrical wiring between said first sensor and the computer in charge of engine management.
  • the method of the invention will be presented in the case of an internal combustion engine with two camshafts.
  • a first camshaft mounted on an intake controls the opening and closing of the intake valves.
  • the number of intake valves controlled may vary depending on the type of internal combustion engine.
  • a second camshaft is mounted on the exhaust. This second camshaft is suitable for order exhaust valves. Of course, the number of controlled exhaust valves may vary.
  • the first camshaft is coupled to a second target which is integral with the first camshaft.
  • the second camshaft has a third target integral with the second camshaft.
  • the second target is for example a disc having a determined number of teeth on its periphery.
  • the third target integral with the second camshaft is also a disc having a determined number of teeth on its periphery.
  • the second target and the third target are driven via a 1/2 ratio reducer from the crankshaft.
  • the second target and the third target make one turn for two turns of the first target.
  • the second target and the third target are identical and each have two teeth.
  • the two teeth of the same target have different profiles, for example two different lengths.
  • a second sensor and a third sensor are advantageously used.
  • the second sensor is mounted fixed facing the second target and the third sensor is mounted fixed facing the third target.
  • the second sensor and the third sensor are current generator type sensors.
  • they are preferably coupled together in parallel.
  • the gain in wiring density between the second sensor, the third sensor and the computer in charge of engine management is improved.
  • FIG. 3 is illustrated a sensor 20 of the current source type according to the present invention.
  • the latter comprises a sensitive part 22 adapted to detect the passage of teeth of a target, an electronic module 24 capable of controlling and shaping signals coming from the sensitive part 22, an on-board intelligence module 26 adapted for inter alia receive information from an electronic computer 4 and to process and generate information intended for said electronic computer 4.
  • the sensor 20 further comprises a module for generating a random number 28 capable of generating a random number according to a determined strategy.
  • the module for generating a random number 28 cleverly makes it possible, upon receipt of an electrical supply from the sensor 20 of the current source type, to generate a random number and for example transmit it to the intelligence module embedded 26.
  • the module for generating a random number 28 can in an embodiment of the invention be integrated into the embedded intelligence module 26.
  • the current source type sensor 20 further comprises at least one general communication bus 30 adapted to pass information between the modules of said current source type sensor 20 and also between the current source type sensor 20, the current source type sensor 20 'and electronic computer 4.
  • the general communication bus is illustrated only between the sensor 20 of the current source type, the sensor 20 ’of the current source type and the electronic computer 4.
  • the sensor 20 of the current source type, the sensor 20 'of the current source type are coupled in parallel.
  • the on-board intelligence module 26 is further adapted to count down the random number received. The countdown can be clocked at a clock frequency identical to an internal clock frequency of said on-board intelligence module 26.
  • the on-board intelligence module 26 is for example an ASIC for “Application-specific integrated circuit” or a microcontroller .
  • the on-board intelligence module 26 is also adapted to generate an interrupt signal intended for another sensor 20 of the current source type when the countdown is finished, that is to say arrived at the value 0
  • the interrupt signal can for example be a train of n pulses.
  • the current source type sensor 20 is therefore according to the present invention capable of generating a random number when the latter is supplied with electrical energy and capable of generating and receiving a pulse train according to a determined strategy which will be presented later in the description.
  • a current source type sensor 20, 20 ′ generates two current thresholds representative of the passage of teeth in front of its sensitive part 22, 22 ′.
  • the current thresholds of each sensor 20, 20 ′ are for example a first low level at 7mA and a first high level at 14mA.
  • the current source type sensor 20 is adapted to modify current levels representative of the passage of teeth in front of the sensitive part 22 according to a determined strategy which will be presented later. So, for example, the sensor 20 has a first low level at 7mA and a second low level at 10mA. It also includes a first high level at 14mA and a second high level at 20mA. Thus, it is possible to modify the low level and the high current level in order to identify variations in the positions of two targets positioned opposite two sensors 20, 20 ′ of current source type even in the case where targets would be in phase opposition.
  • the invention further provides a method capable of modifying the current thresholds of a sensor 20 of the current source type.
  • FIG. 4 illustrates the method according to the present invention.
  • the characteristics described previously for the sensor 20 of the current source type are identical to those of the sensor 20 'of the current source type.
  • the method according to the invention has a first step e1, consisting in activating at least two sensors 20, 20 ′ of current source type once the power supply to said sensors 20, 20 ′ of current source type has been carried out.
  • the method of the invention then provides for the transition to a second step e2.
  • the second step e2 consists, as soon as the electric power is supplied to the sensors 20, 20 ′ of the current source type, by activating a module for generating a random number 28, 28 ′ in order to generate random number.
  • the random number generated can for example be a number between 1 and 1000. As a variant, the random number can be multiplied by a serial number of the sensor 20, 20 ′ of the current source type.
  • the on-board intelligence module 26, 26 ’ performs a count of the random number received.
  • the count is, for example, clocked at a clock frequency identical to the internal clock frequency of said on-board intelligence module 26, 26 ’.
  • the countdown is carried out until an interrupt signal is not received. Said interrupt signal from the other current source type sensor 20, 20 ’.
  • the on-board intelligence module 26, 26 if before the end of the countdown, the on-board intelligence module 26, 26 'has received the interrupt signal then the method provides for the passage to a fourth step e4 otherwise the method provides for the end of the countdown on move to a fifth step e5.
  • the method according to the present invention provides, for the sensor 20, 20 'which first received an interrupt signal, the modification of its first low level to a second low level and the modification of its first high level into a second high level.
  • the reception of the interrupt signal by the sensor 20 of the current source type is synonymous according to the method of the invention of changing its low and high levels.
  • the current source type sensor 20 now has a second low level in place of the first low level and a second high level in place of the first high level.
  • the sensors 20 and 20 ′ of the current source type can in the case of a parallel connection generate variations of levels in response to a movement of the targets without these being confused in the case of a movement of said targets generating a phase opposition.
  • the senor 20, 20 ′ of the current source type operate in a normal mode well known to those skilled in the art.
  • the interrupt signal is a train of pulses comprising n pulses.
  • the pulse train is for example generated by the on-board intelligence module 26, 26 ’of the sensor having first completed its countdown.
  • the pulse train is then sent via, for example, a dedicated communication line between the sensors 20, 20 ′ of the current source type by the first sensor having completed its counting.
  • said method is activated each time the sensor 20, 20 ′ of the current source type is powered up.
  • the method of the invention is executed before each activation of the thermal combustion engine and thus advantageously allows a distinction and a determination of the current levels of said sensors.

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Abstract

Capteur (20, 20') délivrant une information de détection sous la forme d'une variation d'un courant comprenant une partie sensible (22, 22') adapté pour détecter le passage d'une cible mobile, un module électronique (24, 24') apte à commander et mettre en forme des signaux provenant de la partie sensible (22, 22'), un module d'intelligence embarquée (26, 26') adapté pour, entre autre, recevoir des informations d'un calculateur (4) électronique et pour traiter et générer des informations à destination dudit calculateur (4) électronique caractérisé en ce que le capteur (20, 20') comporte en module de génération d'un nombre aléatoire (28, 28') apte à générer un nombre aléatoire.

Description

SYNCHRONISATION D'UN MOTEUR À COMBUSTION INTERNE
Description
Domaine technique
La présente invention se rapporte de manière générale aux techniques de synchronisation d’un moteur à combustion interne. Elle concerne plus particulièrement un dispositif et un procédé de détermination de l’état de rotation d’au moins un arbre à cames, d’un moteur thermique.
Technique antérieure
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 automobiles. Pour ce faire, il est par exemple nécessaire de connaître avec une relative grande précision la position des pistons dans leur cylindre respectif lors d’un cycle moteur.
Le document FR 2441829 divulgue des moyens pour détecter une information sur la position des cylindres en repérant sur une cible solidaire d’un vilebrequin des zones liées à des positions angulaires correspondantes à une phase déterminée de la course de 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 alors ces éléments de repérage et génère un signal composé d’impulsions électriques permettant de repérer le passage, par exemple à un point mort haut (PMH), d'un piston référence durant une phase d’admission.
Toutefois, ces seuls éléments de repérage sont insuffisants 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. Il en résulte qu'à partir de la seule observation de la rotation de la cible solidaire du vilebrequin, il est impossible 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 d’échappement.
La détermination précise de la position de chaque cylindre durant un cycle moteur ne pouvant pas être déduite de la seule observation de la cible solidaire 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 de la cible solidaire du vilebrequin, ou la phase de détente puis d’échappement lors du second tour de ladite cible. Afin d'obtenir de telles informations complémentaires, il est connu de l’homme de l’art d'utiliser un disque (ou cible) monté solidaire 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 provenant du capteur vilebrequin et du capteur arbre à cames permet au système de détecter précisément par exemple un point mort haut en phase d’admission d'un cylindre de référence.
Dans un souci de contrôle optimal de la combustion, il est de plus en plus fréquent qu’un moteur à combustion interne comporte au moins deux arbres à cames, avec par exemple, un premier arbre à cames lié à l’échappement et un second arbre à cames lié à l’admission. En outre, toujours dans un même souci d’amélioration des performances du moteur à combustion interne, il est aussi de plus en plus fréquent d’utiliser une technologie dite à distribution variable, permettant une amélioration de la synchronisation de l’ouverture ou de la fermeture des soupapes d’admission ou d’échappement lors d’un cycle moteur. Ainsi, il y a de plus en plus de capteurs utilisés pour arriver à déterminer la position des pistons lors d’un cycle moteur.
La figure 1 illustre un capteur 2 de type source de tension, typique de l’art antérieur, couplé par exemple à un calculateur 4 de contrôle moteur. Le capteur 2 est par exemple un capteur dédié à la détection du positionnement d’un arbre à cames d’un moteur à combustion interne. Un tel capteur 2 comporte généralement trois broches avec une première broche 2_1 de capteur couplée par exemple à une première broche 4_1 de calculateur dédiée par exemple à l’émission d’un signal d’activation du capteur 2, une deuxième broche 2_2 de capteur couplée à une deuxième broche 4_2 de calculateur dédiée à la réception d’un signal représentatif de la position de l’arbre à cames, et enfin une troisième broche 2_3 de capteur couplée à une troisième broche 4_3 de calculateur qui est généralement couplée à une masse électrique du véhicule.
La Figure 2 montre un capteur 6 de type source de courant présenté par exemple dans la demande de brevet FR1756119. Ce capteur 6 fonctionne et est couplé au calculateur 4 de contrôle moteur avec seulement deux broches. Par exemple, une première broche 6_1 de capteur est couplée à la première broche 4_1 de calculateur, une deuxième broche 6_2 de capteur est couplée à la deuxième broche 4_2 de calculateur. Ainsi, pour des performances identiques à celles d’un capteur 2 de type source de tension une broche est libérée au niveau du calculateur 4 de contrôle moteur permettant un gain en densité de câblage mais aussi en connectique.
Le capteur 6 de type source de courant délivre une information sous la forme d’un signal rectangulaire de type « courant ». Ainsi, pour un capteur en courant deux niveaux de courant sont possibles et représentatifs de la présence ou de l’absence d’une dent de la cible devant le capteur 6.
Afin de diminuer encore plus la densité de câblage, la demande de brevet FR17561 19 propose de coupler en parallèle au moins deux capteurs 6 de type source de courant ; un tel couplage est possible à l’aide d’un dispositif de mesure de courant dit « shunt ». Ainsi, par exemple il est possible de coupler sur seulement deux câbles au moins deux capteurs 6 de type source de courant.
Cependant, avec un tel montage, les niveaux de courant représentatifs de la présence ou de l’absence de dents devant les capteurs 6 de type source de courant sont parfois confondus et il est complexe de déterminer le passage d’une dent devant un capteur. En outre, il est également complexe de déterminer la provenance du changement de niveau de courant détecté.
Résumé de l'invention
L’invention propose un dispositif permettant de remédier partiellement ou totalement au manque technique de l’art antérieur cité.
A cet effet, un premier aspect de l’invention porte sur un capteur délivrant une information de détection sous la forme d’une variation d’un courant comprenant une partie sensible adapté pour détecter le passage d’une cible mobile, un module électronique apte à commander et mettre en forme des signaux provenant de la partie sensible, un module d’intelligence embarquée adapté pour, entre autre, recevoir des informations d’un calculateur électronique et pour traiter et générer des informations à destination dudit calculateur électronique ; le capteur comporte en module de génération d’un nombre aléatoire apte à générer un nombre aléatoire.
En variante, le module de génération d’un nombre aléatoire est adapté pour générer un nombre aléatoire à destination du module d’intelligence embarquée.
Par exemple, le nombre aléatoire généré par le module de génération d’un nombre aléatoire est dépendant d’un numéro de série dudit capteur de type source de courant.
Il est aussi par exemple proposé que le module d’intelligence embarquée est adapté pour décompter le nombre aléatoire généré par le module de génération d’un nombre aléatoire. Par exemple, le module d’intelligence embarquée est adapté pour décompter à une fréquence déterminée.
Dans un deuxième aspect de l’invention il est proposé, un ensemble d’au moins deux capteurs de type source de courant couplés électriquement en parallèle.
Par exemple, il est proposé que les deux capteurs sont couplés à un calculateur électronique. Dans un troisième aspect de l’invention, il est aussi proposé un procédé de détermination de l’état de rotation d’au moins un arbre tournant d’un moteur à combustion interne à l’aide d’au moins deux capteurs de type source de courant selon les revendications précédentes, le procédé présentant les étapes suivantes :
a. une première étape e1 , consistant à activer au moins deux capteurs de type source de courant un fois une mise sous alimention en énergie électrique desdits capteurs de type source de courant,
b. une deuxième étape e2, consistant, dès la mise sous alimention en énergie électrique des capteurs de type source de courant, en l’activation d’un module de génération d’un nombre aléatoire de chaque capteur afin de générer un nombre aléatoire,
c. une troisième étape e3, consistant, tant qu’un signal d’interruption n’est pas reçu par le module d’intelligence embarquée de chaque capteur, en la réalisation d’un décompte du nombre aléatoire jusqu’à une valeur de 0 avant le passage à une cinquième étape e5, et le cas échéant le passage à une quatrième étape e4,
d. la quatrième étape e4, consistant en, pour le capteur ayant reçu le signal d’interruption, la modification d’un premier niveau bas en un second niveau bas et la modification d’un premier niveau haut en un second niveau haut,
e. la cinquième étape e5, consistant en la génération d’un signal d’interruption vers l’autre capteur de type source de courant.
Par exemple, selon le procédé de l’invention il est après la quatrième étape e4 ou la cinquième étape e5, réalisé une sixième étape e6 consistant en des mesures et transmissions vers le calculateur électronique d’informations images des mouvements desdites cibles.
Dans une variante, le nombre aléatoire est compris entre 1 et 1000.
Il est aussi par exemple possible que le nombre aléatoire soit multiplié par un numéro de série du capteur de type source de courant.
En variante, le signal d’interruption est un train d’impulsions.
Brève description des dessins
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels:
[Fig. 1] représente une vue schématique d’un calculateur couplé à un capteur de type source de tension, [Fig. 2] représente une vue schématique d’un calculateur couplé à un capteur de type source de courant,
[Fig. 3] représente une vue schématique d’un capteur selon l’invention, et
[Fig. 4] représente un algorigramme selon le procédé de l’invention.
Description des modes de réalisation
Un moteur à combustion interne comporte un nombre déterminé de pistons mobiles dans des chambres 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 ou parfois dans la suite de la description par le mot Anglais « crank » (synonyme de vilebrequin en Français) ou l’abréviation CRK. L'admission de carburant et l'échappement des gaz de combustion sont le plus souvent réalisés à l'aide de soupapes commandées par au moins un arbre à cames coopérant avec le vilebrequin ou parfois dans la suite de la description par l’abréviation CAM.
Pour 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 première cible solidaire du vilebrequin, est généralement utilisée pour déterminer une position angulaire correspondante à une phase déterminée de la course des différents pistons. La première cible 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 lui aussi de référence, il est généralement utilisé une aberration mécanique, c'est-à-dire une (ou plusieurs) dent(s) manquante(s) sur la périphérie de la première cible. Bien entendu, la première cible peut comporter un nombre variable de dents en fonction de la précision souhaitée.
Comme mentionné plus haut, pour détecter le mouvement de la première cible lors d’un cycle moteur, il est utilisé un premier capteur pour détecter le passage des dents devant une partie sensible dudit premier capteur. Le premier capteur utilise par exemple une technologie à effet hall et génère un pic de tension lors du passage d’une dent de la première cible.
Dans une variante de réalisation, le premier capteur peut être un capteur de type source de courant permettant de diminuer sensiblement la densité d’un câblage électrique entre ledit premier capteur et le calculateur en charge de la gestion du moteur.
Le procédé de l’invention sera présenté dans le cas d’un moteur à combustion interne avec deux arbres à cames. Un premier arbre à cames monté sur une admission commande l’ouverture et la fermeture des soupapes d’admission. Le nombre de soupapes d’admission commandées pourra varier en fonction du type de moteur à combustion interne. Un second arbre à cames est lui monté à l’échappement. Ce second arbre à cames est adapté pour commander des soupapes d’échappement. Bien entendu, le nombre de soupapes d’échappement commandées pourra varier.
Le premier arbre à cames est couplé à une deuxième cible qui est solidaire du premier arbre à cames. De même, le second arbre à cames comporte une troisième cible solidaire du second arbre à cames.
La deuxième cible est par exemple un disque présentant un nombre déterminé de dents sur sa périphérie. La troisième cible solidaire du second arbre à cames est également un disque présentant un nombre déterminé de dents sur sa périphérie. Généralement, comme le sait l’homme de l’art, la deuxième cible et la troisième cible sont entraînées par l'intermédiaire d'un réducteur de rapport 1/2 à partir du vilebrequin. Ainsi, la deuxième cible et la troisième cible réalisent un tour pour deux tours de première cible. Dans la suite de l’exemple de réalisation de l’invention, la deuxième cible et la troisième cible sont identiques et présentent chacune deux dents. Les deux dents d’une même cible présentent des profils différents par exemple deux longueurs différentes.
Pour déduire le positionnement des pistons dans les cylindres lors d’un cycle moteur, il est avantageusement utilisé un deuxième capteur et un troisième capteur. Par exemple, le deuxième capteur est monté fixe face à la deuxième cible et le troisième capteur est monté fixe face à la troisième cible.
Dans un mode de réalisation préféré de l’invention, le deuxième capteur et le troisième capteur sont des capteurs de type générateur de courant. De surcroît, ils sont préférentiellement couplés entre eux en parallèle. Ainsi, grâce à ce couplage et à la technologie de type source de courant des deux capteurs, le gain en densité de câblage entre le deuxième capteur, le troisième capteur et le calculateur en charge de la gestion du moteur est amélioré.
Sur la Figure 3 est illustré un capteur 20 de type source de courant selon la présente invention. Ce dernier comporte une partie sensible 22 adaptée pour détecter le passage de dents d’une cible, un module électronique 24 apte à commander et mettre en forme des signaux provenant de la partie sensible 22, un module d’intelligence embarquée 26 adaptée pour entre autres recevoir des informations d’un calculateur 4 électronique et pour traiter et générer des informations à destination dudit calculateur 4 électronique.
Le capteur 20 selon la présente invention comporte en outre, un module de génération d’un nombre aléatoire 28 apte à générer en fonction d’une stratégie déterminée un nombre aléatoire. Le module de génération d’un nombre aléatoire 28 permet astucieusement dès la réception d’une alimentation électrique du capteur 20 de type source de courant de générer un nombre aléatoire et de le transmettre par exemple au module d’intelligence embarquée 26. Le module de génération d’un nombre aléatoire 28 peut dans un exemple de réalisation de l’invention être intégré au module d’intelligence embarquée 26.
Le capteur 20 de type source de courant comporte en outre, au moins un bus de communication général 30 adapté pour faire transiter des informations entre les modules dudit capteur 20 de type source de courant et aussi entre le capteur 20 de type source de courant, le capteur 20’ de type source de courant et le calculateur 4 électronique. Pour simplifier la compréhension du dessin le bus de communication général est illustré seulement entre le capteur 20 de type source de courant, le capteur 20’ de type source de courant et le calculateur 4 électronique. En, outre le capteur 20 de type source de courant, le capteur 20’ de type source de courant sont couplés en parallèle.
Le module d’intelligence embarquée 26 est en outre, adapté pour réaliser un décomptage du nombre aléatoire reçut. Le décomptage peut être cadencé à une fréquence d’horloge identique à une fréquence d’horloge interne dudit module d’intelligence embarquée 26. Le module d’intelligence embarquée 26 est par exemple un ASIC pour « Application-specific integrated circuit » ou un microcontrôleur.
Astucieusement, le module d’intelligence embarquée 26 est également adapté pour générer un signal d’interruption à destination d’un autre capteur 20 de type source de courant lorsque le décomptage est terminé, c'est-à-dire arrivé à la valeur 0. Le signal d’interruption peut être par exemple un train de n impulsions. Le capteur 20 de type source de courant est donc selon la présente invention apte à générer un nombre aléatoire lorsque ce dernier est alimenté en énergie électrique et apte à générer et recevoir un train d’impulsion en fonction d’une stratégie déterminée qui va être présentée ultérieurement dans la description.
Comme mentionné plus haut lorsque au moins deux capteurs 20, 20’ de type source de courant sont couplés en parallèle il est difficile de différencier des niveaux de courant générer par lesdits capteurs 20, 20’ de type source de courant. En effet, il est connu de l’homme de l’art qu’un capteur 20,20’ de type source de courant génère deux seuils de courant représentatifs du passage de dents devant sa partie sensible 22, 22’. Les seuils de courant de chaque capteur 20, 20’ sont par exemple un premier niveau bas à 7mA et un premier niveau haut à 14mA. Ainsi, lorsque par exemple deux capteurs 20, 20’ sont couplés en parallèle et que les cibles sont en opposition de phase parfaite alors les changements de niveaux se compensent et il est impossible d’identifier quel capteur détecte une dent de sa cible associée et quel capteur détecte un espace entre deux dents de sa cible associée. Astucieusement, le capteur 20 de type source de courant est adapté pour modifier des niveaux de courant représentatifs du passage de dents devant la partie sensible 22 en fonction d’une stratégie déterminée qui sera présentée ultérieurement. Ainsi, par exemple, le capteur 20 présente un premier niveau bas à 7mA et un second niveau bas à 10mA. Il comporte en outre, un premier niveau haut à 14mA et un second niveau haut à 20mA. Ainsi, il est possible de modifier le niveau bas et le niveau haut de courant afin de permettre d’identifier des variations de positions de deux cibles positionnées face à deux capteurs 20, 20’ de type source de courant même dans le cas où des cibles seraient en opposition de phase.
L’invention propose en outre, un procédé apte à modifier des seuils de courant d’un capteur 20 de type source de courant. La figure 4 illustre le procédé selon la présente invention. Bien entendu, les caractéristiques décrites antérieurement pour le capteur 20 de type source de courant sont identiques à celles du capteur 20’ de type source de courant.
Le procédé selon l’invention présente une première étape e1 , consistant à activer au moins deux capteurs 20, 20’ de type source de courant une fois la mise sous alimention en énergie électrique desdits capteurs 20, 20’ de type source de courant effectuée. Le procédé de l’invention prévoit ensuite le passage à une deuxième étape e2.
La deuxième étape e2, consiste, dès la mise sous alimention en énergie électrique des capteurs 20, 20’ de type source de courant, en l’activation d’un module de génération d’un nombre aléatoire 28, 28’ afin de générer un nombre aléatoire. Le nombre aléatoire généré peut être par exemple un nombre compris entre 1 et 1000. En variante, le nombre aléatoire peut être multiplié par un numéro de série du capteur 20, 20’ de type source de courant. Une fois le nombre aléatoire généré par le module de génération d’un nombre aléatoire 28, 28’ celui-ci est transféré vers le module d’intelligence embarquée 26, 26’. Il est ensuite exécuté une troisième étape e3.
Durant la troisième étape e3, le module d’intelligence embarquée 26, 26’ réalise un décompte du nombre aléatoire reçu. Le décompte est par exemple cadencé à une fréquence d’horloge identique à la fréquence d’horloge interne dudit module d’intelligence embarquée 26, 26’. Astucieusement, durant la troisième étape e3, le décompte est réalisé tant qu’un signal d’interruption n’est pas reçu. Ledit signal d’interruption provenant de l’autre capteur 20, 20’ de type source de courant. Ainsi, par exemple, si avant la fin du décompte, le module d’intelligence embarquée 26, 26’ a reçu le signal d’interruption alors le procédé prévoit le passage à une quatrième étape e4 sinon le procédé prévoit à la fin du décompte le passage à une cinquième étape e5.
Durant la quatrième étape e4, le procédé selon la présente invention prévoit, pour le capteur 20, 20’ qui a reçu en premier un signal d’interruption, la modification de son premier niveau bas en un second niveau bas et la modification de son premier niveau haut en un second niveau haut. Ainsi, dans le cas d’espèce, la réception du signal d’interruption par le capteur 20 de type source de courant est synonyme selon le procédé de l’invention de changement de ses niveaux bas et haut. Ainsi, dans cet exemple, le capteur 20 de type source de courant présente maintenant un second niveau bas à la place du premier niveau bas et un second niveau haut à la place du premier niveau haut.
En outre, cela a, selon le procédé de l’invention comme signification que le capteur 20’ (couplé en parallèle avec le capteur 20) a terminé en premier son décompte de son nombre aléatoire généré et donc conserve son premier niveau bas et son premier niveau haut. Ainsi, grâce à l’invention, les capteurs 20 et 20’ de type source de courant peuvent dans le cas d’une connexion en parallèle générer des variations de niveaux en réponse à un mouvement des cibles sans que celles-ci soient confondues dans le cas d’un mouvement desdites cibles engendrant une opposition de phase.
Durant une sixième étape e6, le capteur 20, 20’ de type source de courant fonctionnent dans un mode normal bien connu de l’homme de l’art.
Dans un exemple de réalisation, le signal d’interruption est un train d’impulsions comportant n impulsions. Le train d’impulsion est par exemple généré par le module d’intelligence embarquée 26, 26’ du capteur ayant terminé en premier son décompte. Le train d’impulsion est ensuite envoyé via par exemple une ligne de communication dédiée entre les capteurs 20, 20’ de type source de courant par le premier capteur ayant terminé son décompte. Dans un exemple de réalisation du procédé de l’invention, ledit procédé est activé à chaque mise sous tension du capteur 20, 20’ de type source de courant.
En variante, le procédé de l’invention est exécuté avant chaque activation du moteur à combustion thermique et permet ainsi avantageusement, une distinction et une détermination des niveaux de courant desdits capteurs.
Bien entendu, l’homme de l’art comprendra aisément qu’il est possible d’inverser la prise de décision de changement de niveaux bas et haut de telle sorte que cela soit le capteur (20, 20’) émettant le signal d’interruption avant la fin du décompte du nombre aléatoire qui change son premier niveau bas en un second niveau bas et son premier niveau haut en un second niveau haut.
Grâce à l’invention, il est possible maintenant de coupler deux capteurs de type source de courant en parallèle tout en modifiant logiciellement des niveaux de courant d’au moins un des deux capteurs afin de faciliter le traitement des informations provenant desdits capteurs de type source de courant.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Capteur (20, 20’) de type source de courant délivrant une information de détection sous la forme d’une variation d’un courant comprenant une partie sensible (22, 22’) adapté pour détecter le passage d’une cible mobile, un module électronique (24, 24’) apte à commander et mettre en forme des signaux provenant de la partie sensible (22, 22’), un module d’intelligence embarquée (26, 26’) adapté pour, entre autre, recevoir des informations d’un calculateur (4) électronique et pour traiter et générer des informations à destination dudit calculateur (4) électronique caractérisé en ce que le capteur (20, 20’) comporte en module de génération d’un nombre aléatoire (28, 28’) apte à générer un nombre aléatoire et en ce que module d’intelligence embarquée (26, 26’) est adapté pour modifier un premier niveau bas d’un signal d’interruption un second niveau bas et pour modifier un premier niveau haut d’un signal d’interruption en un second niveau haut.
[Revendication 2] Capteur (20, 20’) de type source de courant selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le module de génération d’un nombre aléatoire (28, 28’) est adapté pour générer un nombre aléatoire à destination du module d’intelligence embarquée (26, 26’).
[Revendication 3] Capteur (20, 20’) de type source de courant selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le nombre aléatoire généré par le module de génération d’un nombre aléatoire (28, 28’) est dépendant d’un numéro de série dudit capteur (20, 20’) de type source de courant.
[Revendication 4] Capteur (20, 20’) de type source de courant selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le module d’intelligence embarquée (26, 26’) est adapté pour décompter le nombre aléatoire généré par le module de génération d’un nombre aléatoire (28, 28’).
[Revendication 5] Capteur (20, 20’) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le module d’intelligence embarquée (26, 26’) est adapté pour décompter à une fréquence déterminée.
[Revendication 6] Ensemble d’au moins deux capteurs (20, 20’) de type source de courant selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les deux capteurs (20, 20’) de type source de courant sont couplés électriquement en parallèle.
[Revendication 7] Ensemble d’au moins deux capteurs (20, 20’) de type source de courant selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les deux capteurs (20, 20’) sont couplés à un calculateur électronique (4).
[Revendication 8] Procédé de détermination de l’état de rotation d’au moins un arbre tournant d’un moteur à combustion interne à l’aide d’au moins deux capteurs (20, 20’) de type source de courant selon les revendications précédentes, le procédé présentant les étapes suivantes :
a. une première étape e1 , consistant à activer au moins deux capteurs (20, 20’) de type source de courant un fois une mise sous alimention en énergie électrique desdits capteurs (20, 20’) de type source de courant,
b. une deuxième étape e2, consistant, dès la mise sous alimention en énergie électrique des capteurs (20, 20’) de type source de courant, en l’activation d’un module de génération d’un nombre aléatoire (28, 28’) de chaque capteur (20,20’) afin de générer un nombre aléatoire,
c. une troisième étape e3, consistant, tant qu’un signal d’interruption n’est pas reçu par le module d’intelligence embarquée (26, 26’) de chaque capteur (20, 20’), en la réalisation d’un décompte du nombre aléatoire jusqu’à une valeur de 0 avant le passage à une cinquième étape e5, et le cas échéant le passage à une quatrième étape e4,
d. la quatrième étape e4, consistant en, pour le capteur (20, 20’) ayant reçu le signal d’interruption, la modification d’un premier niveau bas en un second niveau bas et la modification d’un premier niveau haut en un second niveau haut,
e. la cinquième étape e5, consistant en la génération d’un signal d’interruption vers l’autre capteur (20, 20’) de type source de courant.
[Revendication 9] Procédé de détermination de l’état de rotation d’au moins un arbre tournant d’un moteur à combustion interne selon la revendication précédente dans lequel après la quatrième étape e4 ou la cinquième étape e5, il est réalisé une sixième étape e6 consistant en des mesures et transmissions vers le calculateur (4) électronique d’informations images des mouvements desdites cibles.
[Revendication 10] Procédé de détermination de l’état de rotation d’au moins un arbre tournant d’un moteur à combustion interne selon l’une quelconque des revendications 8 ou
9 dans lequel le nombre aléatoire est compris entre 1 et 1000.
[Revendication 11] Procédé de détermination de l’état de rotation d’au moins un arbre tournant d’un moteur à combustion interne selon l’une quelconque des revendications 8 à
10 dans lequel le nombre aléatoire est multiplié par un numéro de série du capteur (20, 20’) de type source de courant. [Revendication 12] Procédé de détermination de l’état de rotation d’au moins un arbre tournant d’un moteur à combustion interne selon l’une quelconque des revendications 8 à 11 dans lequel le signal d’interruption est un train d’impulsions.
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