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WO2017102073A1 - Procede de synchronisation exact d'un moteur à combustion - Google Patents

Procede de synchronisation exact d'un moteur à combustion Download PDF

Info

Publication number
WO2017102073A1
WO2017102073A1 PCT/EP2016/002093 EP2016002093W WO2017102073A1 WO 2017102073 A1 WO2017102073 A1 WO 2017102073A1 EP 2016002093 W EP2016002093 W EP 2016002093W WO 2017102073 A1 WO2017102073 A1 WO 2017102073A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
estimated
camshaft
angular position
interval
event
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/002093
Other languages
English (en)
Inventor
Pierre Zouboff
Julien Lefevre
Original Assignee
Continental Automotive France
Continental Automotive Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive France, Continental Automotive Gmbh filed Critical Continental Automotive France
Priority to US16/062,363 priority Critical patent/US10533509B2/en
Priority to CN201680082004.6A priority patent/CN108603449B/zh
Publication of WO2017102073A1 publication Critical patent/WO2017102073A1/fr

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/009—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0203—Variable control of intake and exhaust valves
    • F02D13/0215—Variable control of intake and exhaust valves changing the valve timing only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D2041/001—Controlling intake air for engines with variable valve actuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D41/009—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals
    • F02D2041/0092—Synchronisation of the cylinders at engine start
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2400/00—Control systems adapted for specific engine types; Special features of engine control systems not otherwise provided for; Power supply, connectors or cabling for engine control systems
    • F02D2400/08—Redundant elements, e.g. two sensors for measuring the same parameter
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a method of synchronizing an engine.
  • the synchronization of a motor is the operation of determining the angular position of a motor. This determination is essential in order to then control the engine and perform, at the right time in the engine cycle, certain operations such as fuel injection or ignition.
  • a motor such as an internal combustion engine, comprises a crankshaft sensor and at least one camshaft sensor.
  • a crankshaft sensor comprises a crankshaft gear, integral in rotation with the crankshaft, comprising a large number of regular teeth and at least one marker.
  • the crankshaft sensor further comprises a crankshaft sensor facing said crankshaft gear adapted to detect a presence / absence of material and thus to detect a tooth or a crenel.
  • the crankshaft gear is angularly divided evenly into a large number of regular teeth thus allowing to know precisely the angular position of the crankshaft.
  • the crankshaft gear also comprises at least one mark allowing absolute marking of a given angular position. Said reference is generally associated with a position of the engine, such as conventionally the top dead center of the first cylinder.
  • At least one camshaft sensor It can be used, in addition or alternatively, at least one camshaft sensor.
  • a camshaft sensor comprises a camshaft gear, rotatably connected to a camshaft, comprising a small number of teeth, advantageously irregular.
  • the camshaft sensor further comprises a camshaft detector facing said camshaft gear adapted to detect a presence / absence of material and thus to detect a tooth or a tooth.
  • a camshaft performs exactly one revolution per engine cycle.
  • the teeth of the camshaft gear generally have differences in their tooth or gap lengths, which make it possible to identify them. This allows, by crossing the information from the crankshaft sensor and (or) camshaft sensor (s), exactly determine the angular position of the engine, modulo a motor cycle, modulo 720 ° CRK.
  • This approach requires waiting for a marker that may require half a motor cycle, and then receiving and processing events from the cam shaft sensor to be able to eliminate supernumerary assumptions. This approach typically converges to an angular position of the engine after a rotation of 500 ° to 720 ° CRK.
  • an estimated synchronization method producing an estimated interval suppose to contain the angular position.
  • This method uses all the events coming from both a crankshaft sensor ("mark”) and from at least one camshaft sensor ("tooth start” and / or "end of tooth”), in order to identify at least a camshaft tooth profile, at the earliest.
  • mark a crankshaft sensor
  • camshaft sensor teeth start and / or "end of tooth”
  • all available events are taken advantage of, without necessarily waiting for a marker, in order to save time.
  • several camshaft sensors are advantageously employed.
  • This estimated synchronization method produces an estimated interval that can be obtained very rapidly, typically in less than 360 ° CRK, but can be discontinuous and / or have a large angular extent.
  • Injection unlike ignition, can be performed as soon as the estimated interval is continuous and has a sufficiently reduced extent.
  • Another patent application of the applicant filed May 17, 2016 under the number FR 1654361, makes it possible to make an estimated interval continuous. To date, these two types of process are used independently. On the one hand, an estimated synchronization method is used to determine when injection can be performed. On the other hand, an exact timing method is used to determine when ignition can be achieved.
  • an exact synchronization allowing the ignition, should be determined shortly after an estimated synchronization, allowing the injection, has been determined.
  • the maximum time between availability of an estimated synchronization and availability of an exact synchronization is typically of the order of 220 ° CRK.
  • An estimated synchronization method provides an estimated interval more quickly. Also, it is necessary to provide an exact synchronization method improved accordingly, to be faster, and thus reduce the distance between the two synchronizations.
  • the idea underlying the invention is to combine the two approaches of estimated and exact synchronization, and to use a continuous estimated interval derived from an estimated synchronization method to accelerate the determination of an angular position by a method exact timing.
  • the invention relates to an exact synchronization method, determining an angular position of a motor, modulo a motor cycle, by means of a crankshaft sensor comprising a crankshaft sensor facing a crankshaft gear, performing two turns by motor cycle, and comprising a large number of regular teeth and at least one marker, the crankshaft sensor being able to produce a "tooth” event corresponding to each of said teeth and a "landmark” event for a landmark, and at least a camshaft sensor, each camshaft sensor comprising a camshaft sensor facing a camshaft gear, performing one revolution per engine cycle, and comprising a small number of preferably irregular teeth, a camshaft sensor being able to produce a "tooth start" event for each rising edge and / or an "end of tooth” event for each falling edge, the method c omitting the following steps:
  • the exact synchronization is not carried out, - If exactly one of the determined angular positions belongs to the estimated range, this angular position is the angular position of the motor, and the exact timing is achieved.
  • the estimated interval is replaced by the estimated interval to increase by a margin of tolerance.
  • the margin of tolerance is equal to a portion of the angular extent of a variable distribution device, preferably 75%.
  • the estimated interval resulting from the estimation step is used in the comparison step only if its range is less than a validation threshold.
  • the method applies in parallel an alternative exact synchronization method, which can be slower but necessarily convergent.
  • the method repeats the estimation and comparison operations.
  • the invention further relates to an engine control method, using an estimated timing method producing a continuous estimated interval for controlling a fuel injection and such an exact timing method for controlling an ignition.
  • the estimated synchronization method merges with the step of estimating the exact synchronization method.
  • an injection is only allowed if the extent of the continuous estimated interval is less than a threshold, preferably equal to the validation threshold.
  • an injection is prohibited if the comparison step does not conclude at the realization of the exact synchronization.
  • FIG. 1 shows on an angular diagram, an illustrative crankshaft signal and an illustrative camshaft signal opposite, on a complete engine cycle
  • crankshaft is the output shaft of an engine. It turns driven directly by the rods or rods. It performs exactly two laps per motor cycle.
  • a tree to cams, controlling the valves, is a shaft driven indirectly, via a timing transmission, by the crankshaft, and performs one revolution per engine cycle.
  • a motor cycle is then classically identified according to the angle of orientation of the crankshaft 720 °. We speak in this case crankshaft degrees or ° CRK (crank "English: crankshaft).
  • a crankshaft sensor or CRK allows to know the angular position of the crankshaft.
  • a crankshaft sensor comprises a crankshaft gear and a crankshaft sensor, disposed opposite said crankshaft gear and able to detect a presence / absence of material and thus to detect a tooth or a crenel.
  • the crankshaft gear is rotationally fixed to the crankshaft, while the crankshaft sensor is fixed.
  • the crankshaft gear comprises a large number of regular teeth generally angularly equitably distributed and at least one marker.
  • a single reference mark makes it possible to determine a particular angular position at each revolution of the crankshaft, in an absolute manner.
  • the crankshaft gear is angularly divided equally into a large number of regular teeth to accurately know the angular position of the crankshaft, counting the teeth relative to the marker.
  • the marker is generally associated with a position of the engine, such as conventionally the top dead center of a cylinder, for example the first cylinder, identified TDCO (of the English "top dead center” meaning top dead center) in Figure 1
  • TDCO of the English "top dead center” meaning top dead center
  • the angle between the marker and said TDCO position of the motor is constant and known by design. It is, in the example of Figure 1, equal to 78 ° CRK.
  • the crankshaft sensor disposed facing the crankshaft gear wheel is able to detect a presence of material facing a tooth and an absence of material facing a recess or crenel.
  • the crankshaft sensor or a processing unit which is associated and confused with the crankshaft sensor for the purposes of the present, is capable of producing a "tooth" event d for each of the teeth of the crankshaft gear.
  • Such a "tooth” event typically corresponds to a front for each tooth. Given the large number of teeth present on the crankshaft gear, only one edge per tooth, among the rising edge or the falling edge, can be retained. Conventionally the falling edge is used to form the event "tooth" d.
  • crankshaft sensor is still able to produce a "landmark" event T when it detects a landmark.
  • the crankshaft gear is angularly equitably divided into 60 regular teeth. Two consecutive teeth are removed to form the marker. This leads to a CRK signal as seen by the crankshaft sensor, as illustrated at the top of FIG. CRK signal periodically presents a "landmark" event T at the level of the two missing teeth.
  • a camshaft or CAM sensor allows to know the angular position of a camshaft.
  • a camshaft performs, generally in synchronism with the crankshaft, one revolution per engine cycle. Also the knowledge of the angular position of a camshaft provides information on the angular position of the engine.
  • the camshaft sensor CAM comprises a camshaft gear and a camshaft sensor, arranged opposite said camshaft gear and able to detect a presence / absence. of material and thus to detect a tooth or a tooth.
  • the camshaft gear is rotatably connected to the camshaft, while the camshaft sensor is fixed.
  • the camshaft gear comprises a small number of teeth, preferably irregular.
  • This irregularity can be used to make an identification of the teeth and crenellations of the camshaft gear as a function of the positions of the rising edges and / or the falling edges and / or the respective lengths of the teeth and / or slots, in relation with a known camshaft sprocket profile.
  • a camshaft performs exactly one revolution per engine cycle. Also a determination of the angular position of a camshaft completely determines the angular position of the motor.
  • the camshaft detector disposed opposite the camshaft gear is able to detect a presence of material facing a tooth and an absence of material facing a trough or slot.
  • the camshaft detector or a processing unit which is associated and confused with the camshaft detector for the purposes of the present, is capable of producing a "tooth start” event and / or a "tooth end” event.
  • a “tooth start” event typically corresponds to a rising edge of a tooth.
  • a “tooth end” event typically corresponds to a falling edge of a tooth. Given the small number of teeth present on the camshaft gear, all the rising and falling edges are advantageously retained.
  • An in-line engine includes an intake camshaft and an exhaust camshaft.
  • a V-shaped engine includes two intake camshafts and two exhaust camshafts. If each camshaft includes a CAM sensor, it is possible to have two or even four CAM signals.
  • angles used are, by convention, identified relative to a motor cycle, ie modulo 720 °. They are therefore double effective angles of rotation for the camshaft or its gear wheel.
  • a small tooth PD1, PD2 has a length / angular extent of 44 °, a small tooth actually occupies on the camshaft gear an angular sector of 22 °.
  • the camshaft gear comprises four irregular teeth and four recesses separating them, also irregular, or a first small tooth PD1, followed by a first small hollow PC1, followed by a first large tooth GD1 followed by a second small hollow PC2, followed by a second large tooth GD2, followed by a first large hollow GC1, followed by a second small tooth PD2, followed by a second large hollow GC2.
  • Small teeth PD1. PD2 have a length / angular extent of 44 °
  • the small hollow PC1, PC2 have a length / angular extent of 34 °
  • GD2 have a length / angular extent of 146 °, and the large troughs GC1, GC2 have a length / angular extent of 136 °.
  • the camshaft gear corresponds to a total span (for a turn) of 720 °.
  • the beginning or rising edge of the first small tooth PD1 is located here 76 ° after a "reference" event T of the crankshaft gear, but this angular distance can vary depending on the timing of the distribution. This produces a CAM signal as illustrated at the bottom of Figure 1.
  • Any event is tainted by a possible error in its angular value.
  • Such an error due to mechanical and / or electrical causes, is estimated to be worth of +/- 20 °. This error must be taken into account in any synchronization process when identifying an event.
  • Angular wedging or phase shift of the distribution which influences the angular distances between a crankshaft event ("tooth”, “marker”) and a camshaft event ("tooth start”, “end of tooth”), or between two camshaft events, whether they come from the same camshaft at different times or from two different camshafts, is disturbed by the presence of a variable valve device (in English “Variable Valve Timing or WT ").
  • a variable valve device in English “Variable Valve Timing or WT ".
  • WT Variable Valve Timing
  • Such a device which may be present on each camshaft, introduces a variable angular offset.
  • the value of this shift is still unknown when the synchronization is carried out.
  • the value of this offset can typically vary between 0 ° and 55 ° CRK for an intake camshaft and between -55 ° and 0 ° CRK for an exhaust camshaft.
  • the invention relates to an exact synchronization method.
  • Such a method determines an angular position of a motor, modulo a motor cycle.
  • a crankshaft sensor CRK comprising a crankshaft sensor facing a crankshaft gear, performing two turns per engine cycle, and comprising a large number of regular teeth and at least one marker, the crankshaft sensor being suitable producing a "tooth" event d corresponding to each of said teeth and a "landmark" event T for a landmark, and at least one CAM camshaft sensor, each CAM camshaft sensor including a camshaft detector facing a camshaft gear, rotating one motor cycle, and comprising a small number of preferably irregular teeth, a camshaft detector being adapted to produce a "tooth start” event for each rising edge and / or a end-of-tooth event for each falling edge.
  • a first feature of the invention is to be placed at the moment of reception of a "landmark” event, ie at the moment of the first such "landmark” event.
  • the angular position of a crankshaft event as seen by a CRK sensor, relative to the angular position of the engine is tainted only by inaccuracy due to mechanical and / or electrical causes.
  • the angular position of a camshaft event as seen by a CAM sensor, relative to the angular position of the engine, due to the possible presence of a variable distribution device or WT the angular position can not still be known in this phase, is tainted with the same inaccuracy due to the mechanical and / or electrical causes to which is added the maximum, substantially larger angular amplitude of the variable distribution device. It follows that the angular position of a crankshaft event is much more precise. Also allows a determination of a more precise angular position of the engine.
  • crank event such as a "landmark” event
  • a crankshaft gear performs an exact number of turns, typically two, per engine cycle.
  • a crankshaft gear includes a number of marks, typically one, per wheel revolution.
  • a "landmark” event thus presents a number of occurrences equal to the product of the exact number of turns by the number of landmarks, ie typically two.
  • a crankshaft gear that performs two turns per engine cycle and has three bearings per turn would produce six occurrences.
  • each "reference" event can be associated and determines a possible angular position of the engine. This results in a number of possible angular positions equal to the number of occurrences, an indeterminacy equal to the number of occurrences.
  • the angular position of the motor is known accurately, but among a number of angular positions equal to the number of occurrences.
  • a second feature of the invention consists, in order to remove the indeterminacy, of using a continuous estimated IP interval that is supposed to contain the angular position of the motor. Such a continuous IP range is typically produced during an estimation step.
  • Such an estimation step is for example carried out according to the method described in document FR 3,004,218.
  • said estimated interval IP is continuous.
  • a first method the method according to FR 3,004,218 is continued, while waiting and processing other events, until its result is a continuous interval.
  • said IP interval is "forced" continuous. The principle of this method is to extend the union of all subintervals possibly containing the angular position of the motor so as to form the smallest continuous interval containing all these subintervals.
  • the process then continues with a comparison of the different possible angular positions with the estimated continuous IP interval.
  • FIGS. 2 to 4 This comparison step is illustrated in FIGS. 2 to 4, showing an angular diagram covering an engine cycle.
  • An estimated IP interval of L-span is represented. It is assumed that the reference has two occurrences per motor cycle. The process meets a first marker. It determines accordingly as many possible angular positions T1, T2 as occurrences.
  • a first case illustrated in FIG. 2, if exactly one of the determined angular positions T1, T2 belongs to the estimated interval IP, here the position T1, this angular position T1 is deemed to be the angular position of the motor.
  • the estimated IP interval makes it possible to lift the indeterminacy, keeping only an angular position T1.
  • This angular position T1 is known precisely. Exact timing is achieved and the process is complete.
  • a tolerance margin M represented as a dotted line across the IP interval in FIGS. 2 and 3, is added to the estimated interval IP which is then replaced by the estimated IP interval increased by said margin of tolerance M.
  • the comparison is made in a similar way with the same conclusions.
  • this margin of tolerance M aims to take into account the unknown that is the angular setting of the variable distribution device or WT. Indeed, this angular setting can influence a camshaft event and thus have modified the estimated IP interval whose determination is generally based on one or more cam events. Also, this margin of tolerance M is advantageously equal to a portion of the angular extent of a variable distribution device. A preferred value of 75% of the angular extent has shown good results. Thus for example for a variable distribution device having an angular extent of 55 ° CRK, a tolerance margin M of 40 ° CRK can be applied.
  • the first iterations of the estimated synchronization method used during the estimation step may, because of the small number of events still available, produce an estimated IP interval that is difficult to exploit.
  • the estimated IP interval is discontinuous in that it consists of several noncontiguous segments and / or has a too large L extent.
  • the lack of continuity can be corrected by at least two methods as previously indicated. Therefore, it is considered that the estimated IP range that is available as input for the method according to the invention is continuous.
  • the span defect too large can be illustrated as well. If the L span of the estimated IP interval exceeds the distance between two landmark occurrences (ie 360 ° CRK for a crankshaft gear with a single landmark), the IP interval may not be able to resolve the indeterminacy.
  • the comparison step may comprise a preliminary test step of the L-extent of the estimated IP interval relative to a threshold that is called the validation threshold.
  • the estimated IP interval is used to make a comparison only if its range L is less than the validation threshold. When its range L is above said validation threshold, an estimated IP interval is considered to provide too little information to overcome the indeterminacy.
  • the exact synchronization method results in an exact determination of the angular position of the motor.
  • the present method achieves this result very quickly, but not for sure.
  • the synchronization method advantageously applies, in parallel with the steps previously described, another alternative method of exact synchronization.
  • This alternative method may, if necessary be slower, but necessarily converges to an exact angular position value.
  • Such an alternative method may, for example, be the one of FR 2 981 121. Such a process necessarily converges, at the latest into a motor cycle, after 720 ° CRK.
  • the method according to the invention can repeat the operations of estimation and comparison.
  • a new estimation step due to possible new events that occurred since a previous estimate, is likely to produce a new, more accurate estimated IP interval (of smaller L-range), thus increasing the odds for a new stage of comparison, to conclude positively and to achieve an exact synchronization.
  • the synchronization method according to the invention can advantageously be used, where appropriate in cooperation with one or more synchronization methods according to the prior art, within an engine control method.
  • Such an engine control method advantageously uses an estimated synchronization method to produce an estimated continuous IP range.
  • This estimated IP interval can be used as the estimated angular position of the engine, to determine an angular position at which it is possible to perform a fuel injection. Indeed, this operation tolerates an inaccuracy of the angular position of the engine can be significant and reach one or more hundreds of degrees CRK.
  • Such a motor control method still advantageously uses an exact synchronization method as described above according to the invention for controlling an ignition, this operation requiring an angular position of the exact engine.
  • Such a combination is advantageous in that the estimated synchronization is most often available before the exact synchronization, which is consistent with the order of operations where an injection precedes an ignition.
  • An injection can advantageously be performed as soon as the extent L of the estimated interval IP is less than a precision threshold advantageously equal to said inaccuracy.
  • the inaccuracy is related to the duration of an intake phase and the duration during which an intake valve is open. This time can typically reach 130 ° to 160 ° CRK. Also as soon as an estimated IP interval is determined with an accuracy better than this angular duration, an injection can be made.
  • the precision threshold is advantageously taken equal to the validation threshold.
  • the acceptance criterion of the estimated IP interval based on its extent L is thus the same when the IP interval is used to perform an injection and when the estimated IP interval is used to accelerate an exact synchronization.
  • Such a feature contributes to linking the two uses of the estimated IP interval and thus contributes to reducing the time between the instant when an estimated timing is available and the instant when exact timing is available.
  • the combination performed within an engine control method still benefits from information from the comparison step.
  • the comparison step can not conclude positively, it is considered that the estimated IP range is incorrectly positioned and does not include the angular position of the motor. Consequently, the method advantageously prohibits any injection as soon as this condition is verified. It has been seen that this condition could correspond to two cases.
  • the estimated IP interval has an L range less than the precision threshold and that an injection has already been made. Given the error noted on the estimated IP interval, it is likely that the exact synchronization will not be reached quickly or at least will be delayed, thus causing, detrimentally, unburned fuel exhaust. Also, as soon as the comparison stage concludes negatively, it is preferable to prohibit any future injection, including in the case where such an injection had already been authorized and / or performed. This prohibition is lifted as soon as an exact synchronization is reached.
  • the estimation step is not capable of determining a continuous estimated IP range.
  • the exact synchronization method can not use it to accelerate a determination of the angular position of the motor.
  • the absence of an estimated IP interval prevents any injection.
  • an accelerated exact synchronization according to the invention is not essential in that the risk of unburned does not exist.
  • a "slow" exact synchronization, typically obtained by the alternative exact synchronization method allows for both injection and ignition.

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Abstract

Procédé de synchronisation exact, déterminant une position angulaire d'un moteur, modulo un cycle moteur, au moyen d'un capteur vilebrequin et d'au moins un capteur arbre à cames, le procédé comprenant les étapes suivantes : • estimation d'un intervalle estimé continu (IP) supposé contenir la position angulaire, • à réception d'un évènement « repère » détermination d'une position angulaire (T1, T2) correspondant à chacune des possibles occurrences de ce « repère », • comparaison des positions angulaires déterminées (T1, T2) avec l'intervalle estimé (IP), - si exactement une (T1) des positions angulaires déterminées (T1, T2) appartient à l'intervalle estimé (IP), cette position angulaire (T1) est la position angulaire du moteur.

Description

PROCEDE DE SYNCHRONISATION EXACT D'UN MOTEUR À
COMBUSTION
La présente invention concerne un procédé de synchronisation d'un moteur. La synchronisation d'un moteur est l'opération qui consiste à déterminer la position angulaire d'un moteur. Cette détermination est essentielle afin de pouvoir ensuite contrôler le moteur et réaliser, au bon moment dans le cycle moteur, certaines opérations telles que l'injection de carburant ou l'allumage.
Pour cela, un moteur, tel un moteur à explosion, comporte un capteur vilebrequin et au moins un capteur arbre à cames.
Un capteur vilebrequin comprend une roue dentée vilebrequin, solidaire en rotation du vilebrequin, comprenant un grand nombre de dents régulières et au moins un repère. Le capteur vilebrequin comprend encore un détecteur vilebrequin en regard de ladite roue dentée vilebrequin apte à détecter une présence/absence de matière et ainsi à détecter une dent ou un créneau.
La roue dentée vilebrequin est angulairement divisée équitablement en un grand nombre de dents régulières permettant ainsi de connaître avec précision la position angulaire du vilebrequin. La roue dentée vilebrequin comprend encore au moins un repère permettant un repérage absolu d'une position angulaire donnée. Ledit repère est généralement associé à une position du moteur, telle que classiquement le point mort haut du premier cylindre.
Cependant, pour un moteur quatre temps, un vilebrequin effectue exactement deux tours par cycle moteur. Aussi la connaissance de la position angulaire d'un repère indique la position angulaire du vilebrequin mais est insuffisante pour indiquer la position angulaire du moteur. Celle-ci est connue avec une incertitude fonction du produit du nombre de repères sur la roue vilebrequin par le nombre de tours de vilebrequin par cycle moteur. Ainsi avec une roue vilebrequin effectuant deux tours par cycle moteur et comprenant un unique repère, l'incertitude est d'un repère sur deux.
Il peut être utilisé, en complément ou alternativement, au moins un capteur arbre à cames.
Un capteur arbre à cames comprend une roue dentée arbre à cames, solidaire en rotation d'un arbre à cames, comprenant un petit nombre de dents, avantageusement irrégulières. Le capteur arbre à cames comprend encore un détecteur arbre à cames en regard de ladite roue dentée arbre à cames apte à détecter une présence/absence de matière et ainsi à détecter une dent ou un créneau.
Un arbre à cames effectue exactement un tour par cycle du moteur. Les dents de la roue dentée arbre à cames présentent généralement des différences dans leurs longueurs de dent ou de créneau, qui permettent de les identifier. Ceci permet, en croisant les informations issues du capteur vilebrequin et du (ou des) capteur(s) arbre à cames, de déterminer exactement la position angulaire du moteur, modulo un cycle moteur, soit modulo 720° CRK.
Il convient de distinguer un procédé de synchronisation exact, produisant une position angulaire précise du moteur, d'un procédé de synchronisation estimatif, produisant un intervalle estimé supposer contenir la position angulaire.
Il est connu du document FR 2 981 121 , de la demanderesse, un procédé de synchronisation exact, déterminant une position angulaire modulo un tour de vilebrequin, soit modulo 360°, en utilisant le repère présent sur la roue dentée vilebrequin, et de lever le doute sur le tour en fonction des mesures de positions et/ou longueurs angulaires des dents indiquées par un capteur arbre à came. Le principe de cette approche consiste à faire des hypothèses sur la position angulaire du moteur, dès qu'un repère est observé, et d'invalider toutes les hypothèses sauf une dernière, au fur et à mesure de l'arrivée de nouveaux événements (« début de dent », « fin de dent ») principalement issus du capteur arbre à came.
Le principal inconvénient de cette approche est sa durée. Cette approche nécessite d'attendre un repère qui peut nécessiter un demi cycle moteur, puis la réception et le traitement des événements issus du capteur arbre à came jusqu'à être capable d'éliminer les hypothèses surnuméraires. Cette approche converge typiquement vers une position angulaire du moteur après une rotation de 500° à 720° CRK.
Une synchronisation exacte est nécessaire pour réaliser l'allumage. Il est connu du document FR 3 004 218, de la demanderesse, un procédé de synchronisation estimatif, produisant un intervalle estimé supposer contenir la position angulaire. Ce procédé utilise tous les événements issus tant d'un capteur vilebrequin (« repère ») que d'au moins un capteur arbre à came (« début de dent » et/ou « fin de dent »), afin d'identifier au moins un profil de dent arbre à cames, au plus tôt. Ici tous les événements disponibles sont mis à profit, sans nécessairement attendre un repère, afin de gagner du temps. Afin d'augmenter le nombre d'événement, plusieurs capteurs arbre à cames sont avantageusement employés. Ce procédé de synchronisation estimatif produit un intervalle estimé, pouvant être obtenu très rapidement, typiquement en moins de 360° CRK, mais pouvant être discontinu et/ou présenter une grande étendue angulaire.
L'injection, au contraire de l'allumage, peut être réalisée dès que l'intervalle estimé est continu et présente une étendue suffisamment réduite. Une autre demande de brevet de la demanderesse, déposée le 17 mai 2016 sous le numéro FR 1654361 , permet de rendre continu un intervalle estimé. A ce jour, ces deux types de procédé sont utilisés indépendamment. D'une part un procédé de synchronisation estimatif est utilisé pour déterminer à quel instant l'injection peut être réalisée. D'autre part, un procédé de synchronisation exact est utilisé pour déterminer à quel instant l'allumage peut être réalisé.
Si un allumage n'est pas réalisé suite à une injection, le carburant va être évacué, imbruié, à la phase d'échappement suivante. Afin d'éviter une telle pollution, il convient qu'une synchronisation exacte, permettant l'allumage, soit déterminée peu de temps après qu'une synchronisation estimée, permettant l'injection, ait été déterminée. La durée maximale entre disponibilité d'une synchronisation estimée et disponibilité d'une synchronisation exacte est typiquement de l'ordre de 220° CRK.
Un procédé de synchronisation estimatif permet d'obtenir un intervalle estimé plus rapidement. Aussi, il convient de proposer un procédé de synchronisation exact amélioré en conséquence, afin d'être plus rapide, et ainsi réduire la distance entre les deux synchronisations.
L'idée à la base de l'invention est de combiner les deux approches de synchronisation estimée et exacte, et d'utiliser un intervalle estimé continu issu d'un procédé de synchronisation estimatif pour accélérer la détermination d'une position angulaire par un procédé de synchronisation exact.
Pour cela, l'invention concerne un procédé de synchronisation exact, déterminant une position angulaire d'un moteur, modulo un cycle moteur, au moyen d'un capteur vilebrequin comprenant un détecteur vilebrequin en regard d'une roue dentée vilebrequin, effectuant deux tours par cycle moteur, et comprenant un grand nombre de dents régulières et au moins un repère, le détecteur vilebrequin étant apte à produire un événement « dent » correspondant à chacune desdites dents et un événement « repère » pour un repère, et d'au moins un capteur arbre à cames, chaque capteur arbre à cames comprenant un détecteur arbre à cames en regard d'une roue dentée arbre à cames, effectuant un tour par cycle moteur, et comprenant un petit nombre de dents avantageusement irrégulières, un détecteur arbre à cames étant apte à produire un événement « début de dent » pour chaque front montant et/ou un événement « fin de dent » pour chaque front descendant, le procédé comprenant les étapes suivantes :
• estimation d'un intervalle estimé continu supposé contenir la position angulaire,
• à réception d'un événement « repère » détermination d'une position angulaire correspondant à chacune des possibles occurrences de ce repère,
• comparaison des positions angulaires déterminées avec l'intervalle estimé :
- si aucune des positions angulaires déterminées n'appartient à l'intervalle estimé, ou plus d'une des positions angulaires déterminées appartiennent à l'intervalle estimé, la synchronisation exacte n'est pas réalisée, - si exactement une des positions angulaires déterminées appartient à l'intervalle estimé, cette position angulaire est la position angulaire du moteur, et la synchronisation exacte est réalisée.
Selon une autre caractéristique, dans l'étape de comparaison, l'intervalle estimé est remplacé par l'intervalle estimé augmenter d'une marge de tolérance.
Selon une autre caractéristique, la marge de tolérance est égale à une portion de l'étendue angulaire d'un dispositif de distribution variable, préférentiellement 75 %.
Selon une autre caractéristique, l'intervalle estimé issu de l'étape d'estimation, n'est utilisé dans l'étape de comparaison que si son étendue est inférieure à un seuil de validation.
Selon une autre caractéristique, le procédé applique en parallèle un procédé de synchronisation exact alternatif, pouvant être plus lent mais nécessairement convergent.
Selon une autre caractéristique, tant qu'une synchronisation exacte n'est pas réalisée, le procédé réitère les opérations d'estimation et de comparaison.
L'invention concerne encore un procédé de contrôle moteur, utilisant un procédé de synchronisation estimatif produisant un intervalle estimé continu pour commander une injection de carburant et un tel procédé de synchronisation exact pour commander un allumage.
Selon une autre caractéristique, le procédé de synchronisation estimatif se confond avec l'étape d'estimation du procédé de synchronisation exact.
Selon une autre caractéristique, une injection n'est autorisée que si l'étendue de l'intervalle estimé continu est inférieure à un seuil, préférentiellement égal au seuil de validation.
Selon une autre caractéristique, une injection est interdite si l'étape de comparaison ne conclut pas à la réalisation de la synchronisation exacte.
La description détaillée est donnée ci-après en relation avec des dessins sur lesquels :
- la figure 1 montre sur un diagramme angulaire, un signal vilebrequin illustratif et un signal arbre à cames illustratif en regard, sur un cycle moteur complet,
- les figures 2 à 4 montrent sur un diagramme angulaire couvrant un cycle moteur, les trois cas rencontrés lors d'une comparaison.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif.
Le vilebrequin est l'arbre de sortie d'un moteur. Il tourne entraîné directement par la ou les bielles. Il effectue exactement deux tours par cycle moteur. Un arbre à cames, commandant les soupapes, est un arbre entraîné indirectement, via une transmission de distribution, par le vilebrequin, et effectue un tour par cycle moteur. Un cycle moteur est alors classiquement repéré en fonction de l'angle d'orientation du vilebrequin sur 720°. On parle dans ce cas de degrés vilebrequin ou ° CRK (de l'anglais « crank » : vilebrequin).
Un capteur vilebrequin ou CRK permet de connaître la position angulaire du vilebrequin. Pour cela, un capteur vilebrequin comprend une roue dentée vilebrequin et un détecteur vilebrequin, disposé en regard de ladite roue dentée vilebrequin et apte à détecter une présence/absence de matière et ainsi à détecter une dent ou un créneau. La roue dentée vilebrequin est solidaire en rotation du vilebrequin, tandis que le détecteur vilebrequin est fixe. La roue dentée vilebrequin comprend un grand nombre de dents régulières généralement angulairement équitablement répartis et au moins un repère. Dans un mode de réalisation classique, un unique repère permet de déterminer une position angulaire particulière à chaque tour de vilebrequin, de manière absolue. La roue dentée vilebrequin est angulairement divisée équitablement en un grand nombre de dents régulières permettant de connaître avec précision la position angulaire du vilebrequin, en comptant les dents, relativement au repère. Le repère est généralement associé à une position du moteur, telle que classiquement le point mort haut d'un cylindre, par exemple le premier cylindre, repéré TDCO (de l'anglais « top dead center » signifiant point mort haut) sur la figure 1. L'angle entre le repère et ladite position TDCO du moteur est constant et connu par conception. Il est, dans l'exemple de la figure 1 , égal à 78° CRK.
Le détecteur vilebrequin disposé en regard de la roue dentée vilebrequin est apte à détecter une présence de matière en regard d'une dent et une absence de matière en regard d'un creux ou créneau. Le détecteur vilebrequin ou une unité de traitement, que l'on associe et confond au détecteur vilebrequin pour les besoins de la présente, est apte à produire un événement « dent » d pour chacune des dents de la roue dentée vilebrequin. Un tel événement « dent » d correspondant typiquement à un front pour chaque dent. Compte tenu du grand nombre de dents présents sur la roue dentée vilebrequin, un seul front par dent, parmi le front montant ou le front descendant, peut être retenu. De manière classique le front descendant est utilisé pour former l'événement « dent » d.
Le détecteur vilebrequin est encore apte à produire un événement « repère » T lorsqu'il détecte un repère.
Selon un mode de réalisation courant, mais non obligatoire, la roue dentée vilebrequin est angulairement équitablement divisée en 60 dents régulières. Deux dents consécutives sont supprimées afin de former le repère. Ceci conduit, à un signal CRK, tel que vu par le détecteur vilebrequin, tel qu'illustré à la partie supérieure de la figure 1. Le signal CRK présente, périodiquement, un événement « repère » T au niveau des 2 dents manquantes.
Un capteur arbre à cames ou CAM permet de connaître la position angulaire d'un arbre à cames. Un arbre à cames effectue, généralement en synchronisme avec le vilebrequin, un tour par cycle moteur. Aussi la connaissance de la position angulaire d'un arbre à cames renseigne sur la position angulaire du moteur.
Pour connaître la position angulaire de l'arbre à cames, le capteur arbre à cames CAM comprend une roue dentée arbre à cames et un détecteur arbre à cames, disposé en regard de ladite roue dentée arbre à cames et apte à détecter une présence/absence de matière et ainsi à détecter une dent ou un créneau. La roue dentée arbre à cames est solidaire en rotation de l'arbre à cames, tandis que le détecteur arbre à cames est fixe. La roue dentée arbre à cames comprend un petit nombre de dents, avantageusement irrégulières.
Cette irrégularité peut être mise à profit pour réaliser une identification des dents et créneaux de la roue dentée arbre à cames en fonction des positions des fronts montants et/ou des fronts descendants et/ou des longueurs respectives des dents et/ou créneaux, en relation avec un profil de roue dentée arbre à cames connu.
Un arbre à cames effectue exactement un tour par cycle du moteur. Aussi une détermination de la position angulaire d'un arbre à cames détermine complètement la position angulaire du moteur.
Le détecteur arbre à cames disposé en regard de la roue dentée arbre à cames est apte à détecter une présence de matière en regard d'une dent et une absence de matière en regard d'un creux ou créneau. Le détecteur arbre à cames ou une unité de traitement, que l'on associe et confond au détecteur arbre à cames pour les besoins de la présente, est apte à produire un événement « début de dent » et/ou un événement « fin de dent » pour chacune des dents de la roue dentée arbre à cames. Un événement « début de dent » correspond typiquement à un front montant d'une dent. Un événement « fin de dent » correspond typiquement à un front descendant d'une dent. Compte tenu du petit nombre de dents présents sur la roue dentée arbre à cames, tous les fronts, montant et descendant, sont avantageusement retenus. Cependant dans certains cas, par exemple du fait de la forme des dents, ou de la technologie du détecteur, il n'est pas possible d'obtenir des événements marqués sur un des types de fronts. Dans ce cas on se contente des fronts descendants « fin de dent » ou des fronts montants « début de dent ».
Une utilisation de plusieurs capteurs arbres à cames, avantageusement décalés angulairement, permet de multiplier les événements et ainsi d'accélérer la synchronisation. Un moteur en ligne comprend un arbre à cames admission et un arbre à cames échappement. Un moteur en V comprend deux arbres à cames admission et deux arbres à cames échappement. Si chaque arbre à cames comprend un capteur CAM, il est possible d'avoir deux ou même quatre signaux CAM.
En corrélant au moins un signal CAM, issu d'un capteur arbre à cames avec un signal CRK issu d'un capteur vilebrequin, il est possible, en éliminant le temps, de graduer un signal arbre à cames angulairement plutôt que temporellement.
Il convient de noter ici que les angles utilisés sont, par convention, repérés relativement à un cycle moteur, soit modulo 720°. Ils sont donc doubles des angles effectifs de rotation pour l'arbre à cames ou sa roue dentée. Ainsi, par exemple, lorsqu'il est écrit qu'une petite dent PD1 , PD2 présente une longueur/étendue angulaire de 44°, une petite dent occupe effectivement sur la roue dentée arbre à cames un secteur angulaire de 22°.
Muni d'une telle graduation angulaire, il est possible en comparant les longueurs angulaires des dents, les longueurs angulaires des creux, la distance angulaire entre un événement « repère » T précédent et la première dent ou le premier creux, et/ou la distance angulaire entre la dernière dent ou le dernier creux et un événement « repère » T suivant, avec un profil connu de la roue dentée arbre à cames, de déterminer, par toute méthode de reconnaissance de forme, la position angulaire de la roue dentée arbre à cames.
Selon un mode de réalisation possible, la roue dentée arbre à came comprend quatre dents irrégulières et quatre creux les séparant, irréguliers aussi, soit une première petite dent PD1 , suivie d'un premier petit creux PC1 , suivi d'une première grande dent GD1 , suivie d'un deuxième petit creux PC2, suivi d'une deuxième grande dent GD2, suivie d'un premier grand creux GC1 , suivi d'une deuxième petite dent PD2, suivie d'un deuxième grand creux GC2. Les petites dents PD1. PD2 présentent une longueur/étendue angulaire de 44°, les petits creux PC1 , PC2 présentent une longueur/étendue angulaire de 34°, les grandes dents GD1. GD2 présentent une longueur/étendue angulaire de 146°, et les grands creux GC1 , GC2 présentent une longueur/étendue angulaire de 136°. La roue dentée arbre à cames correspond à une étendue totale (pour un tour) de 720°. Le début ou front montant de la première petite dent PD1 est situé ici 76° après un événement « repère » T de la roue dentée vilebrequin, mais cette distance angulaire peut varier en fonction du calage de la distribution. Ceci produit un signal CAM tel qu'illustré à la partie inférieure de la figure 1.
Tout événement est entaché d'une possible erreur sur sa valeur angulaire. On estime une telle erreur, due à des causes mécaniques et/ou électriques, à une valeur de +/- 20°. Cette erreur doit être prise en compte dans tout procédé de synchronisation lors de l'identification d'un événement.
Le calage ou déphasage angulaire de la distribution, qui influe sur les distances angulaires entre un événement vilebrequin (« dent », « repère ») et un événement arbre à cames (« début de dent », « fin de dent »), ou encore entre deux événements arbre à cames, qu'ils soient issu d'un même arbre à cames à des temps différents ou de deux arbres à cames différents, se trouve perturbé par la présence d'un dispositif de distribution variable (en anglais « Variable Valve Timing ou WT »). Un tel dispositif, pouvant être présent sur chaque arbre à cames, introduit un décalage angulaire variable. De plus la valeur de ce décalage est encore inconnue lorsque l'on réalise la synchronisation. La valeur de ce décalage, peut typiquement varier entre 0° et 55° CRK pour un arbre à cames d'admission et entre - 55° et 0° CRK pour un arbre à cames d'échappement.
Tant cette erreur que ce décalage doivent être pris en compte, au moyen d'une tolérance, lorsque l'on considère la position angulaire d'un événement pour réaliser une synchronisation par identification d'au moins événement.
L'invention concerne un procédé de synchronisation exact. Un tel procédé détermine une position angulaire d'un moteur, modulo un cycle moteur. Ceci est réalisé au moyen d'un capteur vilebrequin CRK comprenant un détecteur vilebrequin en regard d'une roue dentée vilebrequin, effectuant deux tours par cycle moteur, et comprenant un grand nombre de dents régulières et au moins un repère, le détecteur vilebrequin étant apte à produire un événement « dent » d correspondant à chacune desdites dents et un événement « repère » T pour un repère, et d'au moins un capteur arbre à cames CAM, chaque capteur arbre à cames CAM comprenant un détecteur arbre à cames en regard d'une roue dentée arbre à cames, effectuant un tour par cycle moteur, et comprenant un petit nombre de dents avantageusement irrégulières, un détecteur arbre à cames étant apte à produire un événement « début de dent » pour chaque front montant et/ou un événement « fin de dent » pour chaque front descendant.
Une première particularité de l'invention est de se placer à l'instant de réception d'un événement « repère », soit à l'instant du premier tel événement « repère ».
En phase de détermination d'une synchronisation, la position angulaire d'un événement vilebrequin telle que vue par un capteur CRK, relativement à la position angulaire du moteur, n'est entachée que d'une imprécision due aux causes mécaniques et/ou électriques. Au contraire la position angulaire d'un événement arbre à cames telle que vue par un capteur CAM, relativement à la position angulaire du moteur, du fait de la possible présence d'un dispositif de distribution variable ou WT, dont la position angulaire ne peut encore être connue dans cette phase, se trouve entachée de la même imprécision due aux causes mécaniques et/ou électriques à laquelle s'ajoute l'amplitude angulaire maximale, nettement plus importante, du dispositif de distribution variable. Il s'ensuit que la position angulaire d'un événement vilebrequin est nettement plus précise. Aussi permet-elle une détermination d'une position angulaire du moteur plus précise.
L'inconvénient d'un événement vilebrequin, tel un événement « repère », est de présenter plusieurs occurrences au cours d'un cycle moteur. Une roue dentée vilebrequin effectue un nombre exact de tours, typiquement deux, par cycle moteur. Une roue dentée vilebrequin comprend un nombre de repères, typiquement un, par tour de roue. Un événement « repère » présente ainsi un nombre d'occurrences égal au produit du nombre exact de tours par le nombre de repères, soit typiquement deux. Une roue dentée vilebrequin effectuant deux tours par cycle moteur et comprenant trois repères par tour produirait six occurrences.
Ainsi chaque événement « repère » peut être associé et détermine une possible position angulaire du moteur. Il en résulte un nombre de positions angulaires possibles égal au nombre d'occurrences, soit une indétermination égale au nombre d'occurrences.
Aussi lorsque le premier événement « repère » est détecté, la position angulaire du moteur est connue avec précision, mais parmi un nombre de positions angulaires égal au nombre d'occurrences.
Une seconde particularité de l'invention consiste, pour lever l'indétermination, à utiliser un intervalle estimé continu IP supposé contenir la position angulaire du moteur. Un tel intervalle continu IP est typiquement produit au cours d'une étape d'estimation.
Une telle étape d'estimation est par exemple réalisée selon le procédé décrit dans le document FR 3 004 218. Cependant, il est nécessaire pour la présente invention que ledit intervalle estimé IP soit continu. Pour garantir cette continuité, toutes les méthodes sont possibles. Selon une première méthode, le procédé selon le document FR 3 004 218 est poursuivi, en attendant et en traitant d'autres événements, jusqu'à ce que son résultat soit un intervalle continu. Selon une deuxième méthode, décrite dans la demande de la demanderesse déposée le 17 mai 2016 sous le numéro FR 1654361 , ledit intervalle IP est « forcé » continu. Le principe de cette méthode est d'étendre l'union de tous les sous-intervalles contenant possiblement la position angulaire du moteur de telle manière à former le plus petit intervalle continu contenant tous ces sous-intervalles.
Le procédé se poursuit alors par une comparaison des différentes positions angulaires possibles avec l'intervalle estimé IP continu.
Cette étape de comparaison est illustrée aux figures 2 à 4, figurant un diagramme angulaire couvrant un cycle moteur. Est représenté un intervalle estimé IP, d'étendue L. Il est supposé que le repère présente deux occurrences par cycle moteur. Le procédé rencontre un premier repère. Il détermine en conséquence autant de positions angulaires possibles T1 , T2 que d'occurrences.
Selon un premier mode de réalisation, deux cas sont considérés. Selon un premier cas, illustré à la figure 2, si exactement une des positions angulaires déterminées T1 , T2 appartient à l'intervalle estimé IP, ici la position T1 , cette position angulaire T1 est réputée être la position angulaire du moteur. Dans ce cas, l'intervalle estimé IP permet de lever l'indétermination, en ne conservant qu'une position angulaire T1. Cette position angulaire T1 est connue avec précision. La synchronisation exacte est réalisée et le procédé est terminé.
L'avantage du procédé en termes de rapidité peut être apprécié ici. En effet, dans ce cas favorable, une synchronisation exacte est obtenue dès réception du premier événement « repère », soit très rapidement. Avec une roue vilebrequin typique effectuant deux tours et comprenant un repère par tour, un tel événement se produit en moyenne à 180° CRK, soit un quart de cycle moteur, et au plus tard à 360° CRK, soit un demi-cycle moteur. Au moins le procédé de synchronisation estimatif précité « forçant » la continuité permet de déterminer un intervalle estimé IP continu en un temps moyen de moins de 300° CRK, soit un temps compatible avec le temps d'arrivée de l'événement « repère ». Ceci permet une synchronisation exacte au plus tard à 360° CRK.
Selon un deuxième cas, si au contraire, aucune des positions angulaires déterminées T1 , T2 n'appartient à l'intervalle estimé IP, tel qu'illustré à la figure 3, ou plus d'une, ici les deux, des positions angulaires déterminées T1 , T2 appartiennent à l'intervalle estimé IP, tel qu'illustré à la figure 4, l'indétermination ne peut être résolue. La synchronisation exacte n'est pas réalisée et le procédé doit avantageusement se poursuivre.
II convient de distinguer les deux conditions précédentes. Si, comme à la figure 4, plus d'une des positions angulaires déterminées T1. T2, appartiennent à l'intervalle estimé IP il est probable que l'estimation n'est pas assez précise en ce que l'étendue L de l'intervalle estimé IP est trop grande. Ceci peut vraisemblablement être amélioré en poursuivant le procédé de synchronisation estimatif utilisé pour l'estimation.
Si au contraire, comme à la figure 3, aucune des positions angulaires déterminées n'appartient à l'intervalle estimé IP, il peut être considéré que l'estimation est erronée. Aussi la validité de l'intervalle estimé IP est remise en question. De même, les opérations réalisées sur la base de cet intervalle estimé IP doivent être arrêtées et/ou corrigées.
Selon un deuxième mode de réalisation, une marge de tolérance M, figurée en pointillé aux bornes de l'intervalle IP sur les figures 2 et 3, est ajoutée à l'intervalle estimé IP qui est alors remplacé par l'intervalle estimé IP augmenté de ladite marge de tolérance M. La comparaison est réalisée de manière similaire avec les mêmes conclusions.
L'ajout de cette marge de tolérance M, autour de l'intervalle estimé IP, vise à tenir compte de l'inconnue que constitue le calage angulaire du dispositif de distribution variable ou WT. En effet ce calage angulaire peut influer sur un événement arbre à cames et ainsi avoir modifié l'intervalle estimé IP dont la détermination se base généralement sur un ou plusieurs événements arbre à cames. Aussi, cette marge de tolérance M est avantageusement égale à une portion de l'étendue angulaire d'un dispositif de distribution variable. Une valeur préférentielle de 75 % de l'étendue angulaire a montré de bons résultats. Ainsi par exemple pour un dispositif de distribution variable présentant une étendue angulaire de 55° CRK, une marge de tolérance M de 40° CRK peut être appliquée.
Les premières itérations du procédé de synchronisation estimatif utilisé au cours de l'étape d'estimation peuvent, du fait du faible nombre événements encore disponibles, produire un intervalle estimé IP, difficilement exploitable. Deux types de défauts peuvent ici être rencontrés : l'intervalle estimé IP est discontinu en ce qu'il est formé de plusieurs segments non contigus et/ou présente une étendue L trop importante. Le défaut de continuité peut être corrigé, par au moins deux méthodes, telles que précédemment indiquées. Aussi est-il considéré que l'intervalle estimé IP qui est disponible en entrée pour le procédé selon l'invention est continu. Le défaut d'étendue trop grande peut être illustré ainsi. Si l'étendue L de l'intervalle estimé IP dépasse la distance entre deux occurrences de repère (soit 360° CRK pour une roue dentée vilebrequin comprenant un unique repère), l'intervalle IP risque de ne pas permettre de lever l'indétermination en ce qu'il peut contenir deux occurrences de position angulaire. Aussi, afin de robustifier le procédé de synchronisation, l'étape de comparaison peut comprendre une étape de test préalable de l'étendue L de l'intervalle estimé IP relativement à un seuil que l'on désigne seuil de validation. L'intervalle estimé IP n'est utilisé pour réaliser une comparaison que si son étendue L est inférieure au seuil de validation. Lorsque son étendue L est au-dessus dudit seuil de validation, un intervalle estimé IP est considéré apporter trop peu d'information pour lever l'indétermination.
Il est nécessaire, à terme, que le procédé de synchronisation exact aboutisse à une détermination exacte de la position angulaire du moteur. Le présent procédé permet d'atteindre ce résultat très rapidement, mais pas de manière certaine. Aussi, le procédé de synchronisation applique avantageusement, en parallèle des étapes précédemment décrites, un autre procédé de synchronisation exact alternatif. Ce procédé alternatif peut, le cas échéant être plus lent, mais converge nécessairement vers une valeur de position angulaire exacte. Un tel procédé alternatif peut, par exemple, être celui de FR 2 981 121. Un tel procédé converge nécessairement, au plus tard en un cycle moteur, soit après 720° CRK.
Selon une autre caractéristique, avantageusement complémentaire, tant qu'une synchronisation exacte n'est pas réalisée, soit parce que l'intervalle estimé IP ne permet pas de lever l'indétermination, ou soit que l'éventuel procédé alternatif n'a pas encore réalisé la synchronisation, le procédé selon l'invention peut réitérer les opérations d'estimation et de comparaison. Ainsi, une nouvelle étape d'estimation, du fait de possibles nouveaux événements survenus depuis une précédente estimation, a de bonnes chances de produire un nouvel intervalle estimé IP plus précis (d'étendue L plus faible), augmentant ainsi les chances, pour une nouvelle étape de comparaison, de conclure positivement et de réaliser une synchronisation exacte.
Le procédé de synchronisation selon l'invention peut avantageusement être utilisé, le cas échéant en coopération avec un ou plusieurs procédés de synchronisation selon l'art antérieur, au sein d'un procédé de contrôle moteur.
Un tel procédé de contrôle moteur utilise avantageusement un procédé de synchronisation estimatif pour produire un intervalle estimé continu IP. Cet intervalle estimé IP peut être utilisé comme position angulaire estimée du moteur, pour déterminer une position angulaire à laquelle il est possible de réaliser une injection de carburant. En effet, cette opération tolère une imprécision de la position angulaire du moteur pouvant être importante et atteindre une ou plusieurs centaines de degrés CRK.
Un tel procédé de contrôle moteur utilise encore avantageusement un procédé de synchronisation exact tel que décrit précédemment selon l'invention pour commander un allumage, cette opération nécessitant une position angulaire du moteur exacte.
Une telle combinaison est avantageuse en ce que la synchronisation estimée est le plus souvent disponible avant la synchronisation exacte, ce qui est cohérent avec l'ordre des opérations où une injection précède un allumage.
Cette combinaison est encore plus avantageuse dans la mesure où le procédé de synchronisation estimatif se confond avec l'étape d'estimation du procédé de synchronisation exact et permet ainsi une réutilisation de l'intervalle estimé IP déjà obtenu.
Une injection peut avantageusement être réalisée dès que l'étendue L de l'intervalle estimé IP est inférieure à un seuil de précision avantageusement égal à ladite imprécision. L'imprécision est ici liée à la durée d'une phase d'admission et à la durée pendant laquelle une soupape d'admission est ouverte. Cette durée peut typiquement atteindre une valeur de 130° à 160° CRK. Aussi dès qu'un intervalle estimé IP est déterminé avec une précision meilleure que cette durée angulaire, une injection peut être réalisée.
Selon un mode de réalisation possible, le seuil de précision est avantageusement pris égal au seuil de validation.
Le critère d'acceptation de l'intervalle estimé IP basé sur son étendue L est ainsi le même lorsque que l'intervalle IP est utilisé pour réaliser une injection et lorsque l'intervalle estimé IP est utilisé pour accélérer une synchronisation exacte. Une telle caractéristique contribue à lier les deux utilisations de l'intervalle estimé IP et contribue ainsi à réduire le temps entre l'instant où une synchronisation estimée est disponible et l'instant où une synchronisation exacte est disponible.
La combinaison réalisée au sein d'un procédé de contrôle moteur, bénéficie encore d'une information issue de l'étape de comparaison. Lorsque l'étape de comparaison ne peut conclure positivement, il est considéré que l'intervalle estimé IP est incorrectement positionné et ne comprend pas la position angulaire du moteur. En conséquence, le procédé interdit avantageusement toute injection dès et tant que cette condition est vérifiée. Il a été vu que cette condition pouvait correspondre à deux cas.
Dans le cas où plus d'une des positions angulaires appartiennent à l'intervalle estimé IP, il est probable que ledit intervalle estimé IP présente une étendue L supérieure au seuil de précision. Aussi il est vraisemblable qu'aucune injection n'a encore été autorisée.
Dans le cas où aucune position angulaire n'appartient à l'intervalle estimé IP, il est possible que l'intervalle estimé IP présente une étendue L inférieure au seuil de précision et qu'une injection ait déjà été réalisée. Compte tenu de l'erreur constatée sur l'intervalle estimé IP, il est probable que la synchronisation exacte ne va pas pouvoir être atteinte rapidement ou du moins va être retardée, entraînant ainsi, de manière préjudiciable, du carburant imbrulé à l'échappement. Aussi, dès que l'étape de comparaison conclut négativement, est-il préférable d'interdire toute future injection, y compris dans le cas où une telle injection avait déjà été autorisée et/ou réalisée. Cette interdiction est levée dès qu'une synchronisation exacte est atteinte.
II est possible, sous certaines conditions, que l'étape d'estimation ne soit pas capable de déterminer un intervalle estimé continu IP. Dans ce cas le procédé de synchronisation exacte ne peut l'utiliser pour accélérer une détermination de la position angulaire du moteur. Cependant, dans un tel cas, l'absence d'intervalle estimé IP empêche toute injection. Aussi une synchronisation exacte accélérée selon l'invention n'est pas indispensable en ce que le risque d'imbrulé n'existe pas. Une synchronisation exacte « lente », typiquement obtenue par le procédé de synchronisation exact alternatif permet de réaliser tant l'injection que l'allumage.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de synchronisation exact, déterminant une position angulaire d'un moteur, modulo un cycle moteur, au moyen d'un capteur vilebrequin (CRK) comprenant un détecteur vilebrequin en regard d'une roue dentée vilebrequin, effectuant deux tours par cycle moteur, et comprenant un grand nombre de dents régulières et au moins un repère, le détecteur vilebrequin étant apte à produire un événement « dent » (d) correspondant à chacune desdites dents et un événement « repère » (T) pour un repère, et d'au moins un capteur arbre à cames (CAM), chaque capteur arbre à cames (CAM) comprenant un détecteur arbre à cames en regard d'une roue dentée arbre à cames, effectuant un tour par cycle moteur, et comprenant un petit nombre de dents avantageusement irrégulières, un détecteur arbre à cames étant apte à produire un événement « début de dent » pour chaque front montant et/ou un événement « fin de dent » pour chaque front descendant, caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes :
• estimation d'un intervalle estimé continu (IP) supposé contenir la position angulaire,
• à réception d'un événement « repère » détermination d'une position angulaire (T1 , T2) correspondant à chacune des possibles occurrences de ce repère,
• comparaison des positions angulaires déterminées (T1 , T2) avec l'intervalle estimé (IP) :
- si aucune des positions angulaires déterminées (T1 , T2) n'appartient à l'intervalle estimé (IP), ou plus d'une des positions angulaires déterminées (T1 , T2) appartiennent à l'intervalle estimé (IP), la synchronisation exacte n'est pas réalisée,
- si exactement une (T1 ) des positions angulaires déterminées (T1 , T2) appartient à l'intervalle estimé (IP), cette position angulaire (T1 ) est la position angulaire du moteur, et la synchronisation exacte est réalisée.
2. Procédé selon la revendication 1 , où dans l'étape de comparaison, l'intervalle estimé (IP) est remplacé par l'intervalle estimé (IP) augmenté d'une marge de tolérance (M).
3. Procédé selon la revendication 2, où la marge de tolérance (M) est égale à une portion de l'étendue angulaire d'un dispositif de distribution variable, préférentiellement 75 %.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, où l'intervalle estimé (IP), issu de l'étape d'estimation, n'est utilisé dans l'étape de comparaison que si son étendue (L) est inférieure à un seuil de validation.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, appliquant en parallèle un procédé de synchronisation exact alternatif, pouvant être plus lent mais nécessairement convergent.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, où tant qu'une synchronisation exacte n'est pas réalisée, le procédé réitère les opérations d'estimation et de comparaison.
7. Procédé de contrôle moteur, caractérisé en ce qu'il utilise un procédé de synchronisation estimatif produisant un intervalle estimé continu (IP) pour commander une injection de carburant et un procédé de synchronisation exact selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, pour commander un allumage.
8. Procédé selon la revendication 7, où le procédé de synchronisation estimatif se confond avec l'étape d'estimation du procédé de synchronisation exact.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, où une injection n'est autorisée que si l'étendue (L) de l'intervalle estimé continu (IP) est inférieure à un seuil, préférentiellement égal au seuil de validation.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, où une injection est interdite si l'étape de comparaison ne conclut pas à la réalisation de la synchronisation exacte.
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