FR3112214A1 - Capteur de détection de dents sur une cible pour véhicule automobile - Google Patents

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Pierre Zouboff
Gaël BALONDRADE
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Abstract

Capteur (10) de champ magnétique pour moteur thermique de véhicule automobile comprenant une cible (14) comportant une suite alternée de dents (T1, T2, T3) et de creux et étant associée à un élément tournant (16) du moteur thermique, ledit capteur (10) étant notamment apte, à chaque passage d’une dent (T1, T2, T3), à enregistrer l’amplitude de l’extrema correspondant du signal magnétique et à déterminer et enregistrer le sens de rotation de l’élément tournant (16), à déterminer que l’élément tournant (16) a été entrainé dans son sens de rotation avant pendant un nombre de dents (T1, T2, T3) détectées prédéterminé, à calculer un seuil de commutation en réalisant la moyenne des valeurs enregistrées d’amplitude des extrema correspondant au passage du nombre de dents (T1, T2, T3) détectées prédéterminé, et à utiliser le seuil de commutation calculé afin de détecter les dents (T1, T2, T3) de la cible (14) lors du fonctionnement du moteur thermique. Figure pour l’abrégé : Fig. 5

Description

Capteur de détection de dents sur une cible pour véhicule automobile
L’invention concerne le domaine des capteurs de champ magnétique pour véhicule automobile et plus particulièrement un capteur pour la détection des dents d’une cible, associée par exemple à un vilebrequin ou un arbre à cames.
L’invention vise notamment à améliorer la précision des capteurs de champ magnétique existants.
La présente invention concerne un procédé d’adaptation d’un seuil de détection d’un capteur de vilebrequin pour véhicule automobile. Plus particulièrement, il s’agit d’améliorer la précision du signal électrique délivré par un capteur monté en face d’une roue dentée située en bout d’un vilebrequin d’un moteur d’un véhicule automobile.
Les capteurs de vilebrequin sont utilisés dans un véhicule automobile pour déterminer la position du vilebrequin, la vitesse de rotation et le sens de rotation du moteur. Utilisés en combinaison avec des capteurs d’arbre à cames, ils déterminent la position des différents cylindres dans le cycle de combustion du moteur (c'est-à-dire déterminer pour chaque cylindre s’il est en phase d’admission, en phase de compression, en phase d’explosion ou en phase d’échappement) et permettent de gérer au mieux le fonctionnement du moteur, par le réglage optimal de l’avance à l’allumage ou de l’instant d’injection de carburant.
Ces capteurs de vilebrequin comportent un générateur de champ magnétique (exemple : un aimant permanent), un moyen de détection du champ magnétique (cellule à effet Hall, cellule magnéto résistive MR, cellule magnéto résistive géante GMR,… par exemple) et un circuit électronique de traitement du signal reçu par le moyen de détection du champ magnétique. Ces capteurs, dits capteurs actifs, délivrent un signal digital à un calculateur central pour traitement.
Le générateur de champ magnétique peut également être une cible, composée d’un matériau magnétique, présentant des alternances de pôles Sud et Nord. Dans ce cas, le capteur intègre ou pas d’aimant permanent suivant le moyen de détection utilisé. Par la suite, on assimilera les pôles Sud et Nord aux dents et aux creux d’une cible mécanique.
De manière connue et comme illustrée à la figure 1, un capteur 100 de vilebrequin est associé à une cible 140 solidaire d’un vilebrequin 160. Cette cible 140 se présente sous la forme d’un disque 150 dont la périphérie est dentée. Entre chaque dent T1, T2, T3sensiblement identiques, se trouve un espacement (creux) C1, C2, C3. La cible 140 se distingue par la présence d’un creux Ce de longueur plus importante, appelé plus communément « dent manquante » (ou « missing tooth » en anglais) positionnée précisément à un certain angle par rapport à la position angulaire du moteur. Selon la forme de réalisation décrite et représentée à la figure 1, un capteur 100 de vilebrequin comporte de manière connue, un élément ferromagnétique 110 et un moyen de détection du champ magnétique 120 (par exemple une cellule à effet Hall). Ce capteur 100 délivre un signal digital à une unité de traitement 130.
Le fonctionnement d’un tel ensemble de capteur 100 et de cible 140 associée est décrit ci-après. Lorsque la cible 140 est entrainée en rotation (flèche F figure 1) par le vilebrequin 160, le capteur 100 perçoit une suite de variations du champ magnétique représentatif de la ou des dents T1, T2, T3passant devant lui et de leur espacement C1, C2, C3,Ce. Le signal ainsi obtenu est représenté à la figure 2A.
A la figure 2A est représenté selon l’art antérieur, le signal B du champ magnétique vu par le capteur 100 en fonction de l’angle de rotation θ du vilebrequin 160, ainsi que le seuil S1de détection du front ascendant et du front descendant de la première dent T1. La figure 2B représente la position des dents T1, T2, …Tiet des creux C1, C2…Cide la cible 140 par rapport au signal B du champ magnétique de la figure 2A.
Comme illustré à la figure 2A, pour déterminer la position du vilebrequin, on observe le signal B représentant les variations du champ magnétique perçu par le capteur 100 de vilebrequin 160 pendant un tour de la cible 140, c'est-à-dire selon un angle de rotation θ de la cible 140. Ce signal présente une suite de sinusoïdes D1, D2…Di correspondant chacun à la variation du champ magnétique mesuré par le capteur 100 lorsqu’une dent T1, T2…Ti(cf. Figure 2B) suivie d’un creux C1, C2…Cipasse devant le dit capteur 100. En comptant le nombre de sinusoïdes D1, D2… Di,en mesurant la durée de chacun d’eux, l’espacement entre chaque sinusoïde D1, D2… Di, et en détectant la dent manquante (l’espacement dû à la dent manquante Ce étant plus long), il est possible de déterminer la vitesse de rotation du moteur, le sens de rotation du moteur et la position angulaire du vilebrequin.
Comme illustré à la figure 2A, le signal B présente un minimum BMIN1et un maximum BMAX1. La détection du passage des dents T1, T2…Tiet des creux C1, C2…Cide la cible 140 se fait par la détection du passage du signal B au-dessus (respectivement en dessous) d’un seuil de détection S1placé entre le minimum BMIN1et le maximum BMAX1, par exemple égal à , k1 étant une constante, par exemple égale à 0,50.
Dans un but explicatif, le signal B illustré à la figure 2A comporte un seul minimum BMIN1et un seul maximum BMAX1. En réalité, le signal B présente une pluralité de minimums BMINiet une pluralité de maximums BMAXiet le seuil de détection S1s’adapte continuellement en fonction des minimums et des maximums afin d’être toujours égal à Ce procédé d’adaptation du seuil de détection S1est connu de l’homme du métier, voir la demande de brevet FR 2 985 035 A1 déposée par la demanderesse qui décrit le même procédé d’adaptation du seuil de détection mais appliqué à un capteur d’arbre à cames.
Pour les applications du capteur 100 de vilebrequin 160 sur des véhicules équipés de la fonction « Arrêt et Redémarrage » ou encore « Stop & Go » en anglais, c'est-à-dire des véhicules, pour lesquels, lorsqu’ils sont à l’arrêt (au feu de croisement, par exemple) le moteur est arrêté temporairement, il est nécessaire lors du redémarrage du véhicule, de connaitre précisément la position du vilebrequin. Cette contrainte a pour but de respecter les normes d’émission polluantes et de limiter la consommation en carburant.
Lors de l’arrêt du moteur, à cause de l’inertie de ce dernier, le vilebrequin 160 réalise plusieurs allers retours avant de s’arrêter complètement. Le capteur 100 de vilebrequin 160 est donc non seulement capable d’incrémenter le nombre de dents et de creux qu’il détecte mais aussi de le décrémenter.
De plus, pendant la phase d’arrêt du moteur d (cf. ), qui peut durer quelques minutes, le capteur 100 reste sous tension et le signal B présente une dérive apériodique progressive, c'est-à-dire une pente ne comprenant aucun front ascendant, ni front descendant, appelée dérive thermique ΔTAR (cf. figure 3). Lors du redémarrage R du moteur, le signal B est décalé en valeur, et présente un nouveau minimum BMIN2 et un nouveau maximum BMAX2. Il est alors nécessaire d’adapter le seuil de détection S1 en fonction de ces nouvelles valeurs BMIN2 et BMAX2 afin de détecter, au redémarrage du moteur, le passage des troisième et quatrième dents T3, T4 et des troisième et quatrième creux C3, C4. Si le seuil de détection S1 n’est pas adapté aux nouvelles valeurs minimum BMIN2 et maximum BMAX2, et est, par exemple situé en dessous de la valeur minimum BMIN2 (comme illustré à la figure 3), alors lors du redémarrage, aucune dent, (ni T3, ni T4) et aucun creux, (ni C3, ni C4) ne peut être détecté et la position du vilebrequin ne peut être déterminée.
Selon l’art antérieur, il est connu lors de la phase de développement du capteur 100, de déterminer un seuil de détection d’initialisation SINIT. Le seuil de détection d’initialisation SINITest appliqué dès la détection du front ascendant et du front descendant de la première dent T1, lors du démarrage à froid du moteur.
Puis toujours selon l’art antérieur, une fois qu’une valeur maximum BMAX1et une valeur minimum BMIN1du champ magnétique ont été mesurées par le capteur 100, entre d’autres termes, une fois la première dent T1passée devant le capteur 100, alors un seuil de détection d’utilisation S1’ est appliqué. Il a pour valeur S1’=k2*(BMAX1-BMIN1), k2 étant une constante, comprise entre 0 et 1 (k2 peut être égal à k1). Ce seuil de détection d’utilisation S1’est supérieur au seuil de détection d’initialisation SINITet est appliqué dès la détection de la 2èmedent T2(front ascendant ou front descendant, selon le front se présentant en premier).
Pour un capteur 100 vilebrequin 160 équipant un moteur « Arrêt et Redémarrage », il est connu de l’art antérieur, lors du redémarrage à chaud du moteur (détection de passage d’une première dent), d’appliquer le procédé de l’art antérieur décrit ci-dessus. C'est-à-dire, d’utiliser un seuil de détection d’initialisation SINIT, selon l’exemple illustré à la figure 3, au passage de la première dent après le redémarrage, c'est-à-dire au passage de la 3èmedent T3. Puis, après le passage de la troisième dent T3, de calculer un seuil de détection d’utilisation égal à : S1’=k2*(BMAX2-BMIN2). Ce nouveau seuil de détection S1’est alors appliqué (dans l’exemple illustré à la figure 3) au passage de la 2èmedent après le redémarrage à chaud, il s’agit dans l’exemple illustré à la figure 3 du front ascendant de la 4èmedent T4.
Cependant, ce procédé n’est pas fiable lorsqu’il existe des vibrations, ou des oscillations du vilebrequin au redémarrage à chaud. Ces vibrations et ces oscillations créent des valeurs extrêmes du signal B qui ne correspondent pas ni aux minimums, ni aux maximums du passage des troisième et quatrième dents T3, T4ou des troisième et quatrième creux C3, C4devant la cible 140. Ceci fausse le calcul du nouveau seuil de détection S1’et impacte la précision sur la détermination de la position du vilebrequin 160.
Or, contrairement au démarrage à froid du véhicule, pour lequel il est toléré plusieurs tours de vilebrequin 160 afin d’estimer précisément le seuil de détection S1, et de détecter précisément le passage de chaque dent et de chaque creux devant le capteur 100, pour le redémarrage à chaud, pour des raisons de respect des normes antipollution et de diminution de la consommation (redémarrage le plus rapide possible dans des conditions de consommation et d’émissions de polluants optimales), il est nécessaire de connaitre précisément la position du vilebrequin 160 et donc d’estimer rapidement et précisément la valeur du nouveau seuil de détection S1’, et ceci dès le premier front ascendant de la troisième dent T3.
En particulier, dans les véhicules hybrides, on constate que les phases de roulage du véhicule pendant lesquelles le moteur thermique est interrompu et le moteur électrique est en fonctionnement génèrent beaucoup de vibrations et d’oscillations, notamment dues à la fois au mouvement du véhicule et à l’entrainement électrique de l’embrayage. On a représenté à la un exemple de signaux de vitesse et de direction générés par un capteur 100 de vilebrequin 160 pour illustrer ces phénomènes.
La montre, pour la courbe en partie haute, un signal magnétique de vitesse obtenu par un capteur 100 magnétique d’un véhicule hybride respectivement dans un mode de propulsion thermique MT puis dans un mode de propulsion électrique ME occasionnant des vibrations, ceci en mesurant des amplitudes en fonction du temps t. Le signal magnétique en mode de propulsion thermique MT est référencé Sv tandis que le signal en mode de propulsion électrique ME ne concernant que des vibrations aléatoires et parasites est référencé Svib. Lors d’un mode de propulsion électrique ME, le capteur 100 magnétique dédié au moteur thermique ne remplit aucun rôle de contrôle du moteur thermique alors arrêté. Les deux courbes en partie basse de la montrent respectivement en fonction du temps t, pour la courbe la plus basse, le signal magnétique vu par le capteur 100 lors du passage des enchainements de dents T1, T2…Ti et des creux C1, C2…Ci de la cible 140.
Dans un mode de propulsion thermique MT, les paliers de détection avec un seuil de commutation calculé spécifiquement pour ce mode de propulsion thermique MT donné sont bien visibles tandis que dans un mode de propulsion électrique ME, les paliers de détection sont aléatoires en correspondant à des vibrations parasites.
Le problème à la base de la présente invention est, pour un capteur de champ magnétique associé à un moteur thermique pour la synchronisation de ce moteur thermique par une unité de contrôle électronique d’un véhicule automobile, notamment hybride, de ne pas perturber la précision du capteur de champ magnétique après un arrêt du moteur thermique ou un passage dans un mode de propulsion électrique, en garantissant une reprise de fonctionnement optimal du capteur dès qu’un le moteur thermique est redémarré.
Un des buts de l’invention est notamment de mettre en relation la phase d’arrêt du moteur thermique, qui se termine généralement par d’amples oscillations avec des détections de rotations inverses, et la phase de fonctionnement du moteur électrique, extrêmement riche en oscillations, en vibrations et en dérive thermique.
A cette fin, l’invention concerne tout d’abord un capteur de champ magnétique pour moteur thermique de véhicule automobile, notamment hybride, ledit véhicule comprenant une cible comportant une suite alternée de dents et de creux et étant associée à un élément tournant du moteur thermique, ledit élément tournant étant caractérisé par un sens de rotation avant définissant sa rotation lors du fonctionnement normal du moteur et un sens de rotation arrière, inverse du sens de rotation avant, pouvant notamment se produire lors d’une phase d’arrêt du moteur, ledit capteur étant apte à :
- détecter des variations de champ magnétique induites par le passage des dents de la cible à proximité dudit capteur en élaborant un signal magnétique desdites variations, les points milieux des extrema dudit signal magnétique caractérisant le passage des dents et des creux de la cible devant le capteur,
- à chaque passage d’une dent, enregistrer l’amplitude de l’extrema correspondant du signal magnétique et déterminer et enregistrer le sens de rotation de l’élément tournant,
- déterminer que l’élément tournant a été entrainé dans son sens de rotation avant pendant un nombre de dents détectées prédéterminé,
- calculer un seuil de commutation, par exemple de 50%, en réalisant la moyenne des valeurs enregistrées d’amplitude des extrema correspondant au passage du nombre de dents détectées prédéterminé,
- utiliser le seuil de commutation calculé afin de détecter les dents de la cible lors du fonctionnement du moteur thermique.
Ainsi, le capteur selon l’invention n’applique une mise à jour du seuil de commutation calculé que si l’élément tournant du moteur a été entrainé dans son sens de rotation avant pendant le nombre de dents détectées prédéterminé, ce qui permet d’éviter que le seuil de commutation utilisé tienne compte de dents détectées lors d’une rotation inverse de l’élément tournant, qui pourrait fausser la valeur dudit seuil et donc la précision du capteur. Le capteur selon l’invention s’avère donc précis et fiable afin de détecter efficacement les dents lors du fonctionnement du moteur thermique.
Le nombre de dents détectées prédéterminé peut par exemple être égal à 4, notamment lors d’une phase de redémarrage du moteur thermique lors de l’utilisation de la fonction de redémarrage de type Start & Go, appelé « démarrage à chaud ».
Le nombre de dents détectées prédéterminé peut par exemple être égal à [1 ; 2,5 ou 58], notamment lors d’une phase de démarrage du moteur thermique suite à l’activation de la clé de contact ou d’un bouton de démarrage par le conducteur, par exemple lors d’un démarrage dit « à froid ».
Selon un aspect de l’invention, le capteur étant apte à délivrer un signal électrique de sortie à destination d’une unité de contrôle électronique du véhicule en vue d’une synchronisation du moteur thermique, le signal électrique de sortie indiquant une position d’une valeur en vigueur du signal magnétique par rapport au seuil de commutation calculé par ledit capteur.
L’invention concerne aussi un véhicule automobile comprenant un capteur tel que présenté précédemment.
Selon une caractéristique de l’invention, l’élément tournant est un vilebrequin ou un arbre à cames.
L’invention concerne également un procédé de détection de dents sur une cible par un capteur de champ magnétique pour moteur thermique de véhicule automobile, notamment hybride, ledit véhicule comprenant une cible comportant une suite alternée de dents et de creux et étant associée à un élément tournant du moteur thermique, ledit élément tournant étant caractérisé par un sens de rotation avant définissant sa rotation lors du fonctionnement normal du moteur et un sens de rotation arrière, inverse du sens de rotation avant, pouvant notamment se produire lors d’une phase d’arrêt du moteur, ledit procédé comprenant les étapes mises en œuvre par le capteur de :
- détection des variations de champ magnétique induites par le passage des dents de la cible à proximité dudit capteur en élaborant un signal magnétique desdites variations, les points milieux des extrema dudit signal magnétique caractérisant le passage des dents et des creux de la cible devant le capteur,
- à chaque passage d’une dent, enregistrement de l’amplitude de l’extrema correspondant du signal magnétique, et détermination et enregistrement du sens de rotation de l’élément tournant,
- si l’élément tournant a été entrainé dans son sens de rotation avant pendant un nombre de dents détectées prédéterminé, calcul d’un seuil de commutation en réalisant la moyenne des valeurs enregistrées d’amplitude des extrema correspondant au passage du nombre de dents détectées prédéterminé,
- utilisation du seuil de commutation calculé afin de détecter les dents de la cible lors du fonctionnement du moteur thermique.
Comme pour le capteur, le nombre de dents détectées prédéterminé utilisé dans le procédé peut par exemple être égal à 4, notamment lors d’une phase de redémarrage du moteur thermique lors de l’utilisation de la fonction de redémarrage de type Start & Go, appelé « démarrage à chaud ».
De même, le nombre de dents détectées prédéterminé utilisé dans le procédé peut par exemple être égal à [1 ; 2,5 ou 58], notamment lors d’une phase de démarrage du moteur thermique suite à l’activation de la clé de contact ou d’un bouton de démarrage par le conducteur, par exemple lors d’un démarrage dit « à froid ».
Avantageusement, le procédé comprend une étape de fourniture d’un signal électrique de sortie à destination d’une unité de contrôle électronique du véhicule en vue d’une synchronisation du moteur thermique, le signal électrique de sortie indiquant une position d’une valeur en vigueur du signal magnétique par rapport au seuil de commutation calculé par ledit capteur.
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 :
La , expliquée précédemment, est une vue schématique en coupe, représentant un capteur de vilebrequin et sa cible associée.
La figure 2B, expliquée précédemment, représente selon l’art antérieur, le signal B capté par le capteur en fonction de l’angle de rotation du vilebrequin, ainsi que le seuil de détection des fronts ascendants et descendants, sans dérive thermique. La figure 2A, expliquée précédemment, représente la position des dents et des creux de la cible par rapport au signal capté par le capteur représenté sur la figure 2B.
La , expliquée précédemment, représente, le signal B capté par le capteur en fonction de l’angle de rotation du vilebrequin, ainsi que le seuil de détection des fronts ascendants et descendants, en présence d’une dérive thermique, selon l’art antérieur.
La , expliquée précédemment, illustre un exemple de signaux de vitesse et de direction générés par un capteur de vilebrequin, entre un mode intégralement thermique du moteur et un mode intégralement électrique.
La illustre schématiquement une forme de réalisation du capteur selon l’invention.
La illustre schématiquement un mode de réalisation du procédé selon l’invention.
Le capteur selon l’invention est un capteur de champ magnétique destiné à être monté dans un véhicule automobile à moteur thermique, c’est-à-dire dans un véhicule à moteur thermique pur ou dans un véhicule hybride. Plus précisément, le capteur est destiné à être monté en regard d’un élément tournant du moteur thermique afin d’en mesurer un paramètre et déterminer par exemple la position angulaire ou la vitesse de rotation dudit élément tournant. Un tel élément tournant peut par exemple être un vilebrequin ou un arbre à cames. Dans l’exemple, ci-après l’invention est décrite dans sa mise en œuvre par un capteur de vilebrequin, sans que cela ne soit limitatif de la portée de la présente invention.
L’élément tournant est caractérisé par un sens de rotation avant définissant sa rotation lors du fonctionnement normal du moteur et un sens de rotation arrière, inverse du sens de rotation avant, pouvant notamment se produire lors d’une phase d’arrêt du moteur. Afin de permettre au capteur de mesurer le paramètre souhaité, l’élément tournant comprend une cible comportant une suite alternée de dents et de creux, le capteur étant placé en regard de ladite cible.
En référence à la , le capteur 10 selon l’invention est relié électriquement à une unité de contrôle électronique 13 dans un véhicule automobile à moteur thermique (non représenté), notamment un véhicule hybride. Le capteur 10 est associé à une cible 14 solidaire d’un vilebrequin 16. Cette cible 14 se présente sous la forme d’un disque 15 dont la périphérie est dentée. Dans la suite, la description de l’invention sera faite pour une cible 14 comportant par exemple 58 dents.
Entre chaque dent T1, T2, T3sensiblement identiques, se trouve un espacement (creux) C1, C2, C3. La cible 14 se distingue par la présence d’un creux Ce de longueur plus importante, appelé plus communément « dent manquante » (ou « missing tooth » en anglais) positionnée précisément à un certain angle par rapport à la position angulaire du moteur.
De manière classique, le capteur 10 de champ magnétique est apte à détecter des variations de champ magnétique induites par un passage des dents T1, T2, T3de la cible 14 à proximité du capteur 1 en élaborant un signal magnétique desdites variations. A cette fin, le capteur 10 comporte un élément ferromagnétique 11 et un moyen de détection du champ magnétique 12 (par exemple une cellule à effet Hall). Ce capteur 10 délivre un signal digital à l’unité de contrôle électronique 13. Lorsque la cible 14 est entrainée en rotation (flèche F figure 1) par le vilebrequin 16, le capteur 10 perçoit une suite de variations du champ magnétique représentatif de la ou des dents T1, T2, T3passant devant lui et de leur espacement C1, C2, C3,Ce.
Le capteur 10 est apte à calculer périodiquement, notamment à chaque démarrage ou redémarrage du moteur thermique, un seuil de commutation en fonction de l’amplitude détectée du champ magnétique. Le capteur 10 de champ magnétique, en fonctionnement par défaut que le capteur 10 adopte lors du fonctionnement du moteur thermique, est alimenté électriquement par un signal d’alimentation de base délivré par l’unité de contrôle électronique 13.
Le capteur 10 est apte à calculer périodiquement un tel seuil de commutation en fonction de l’amplitude détectée du champ magnétique, le calcul dudit seuil de commutation étant réalisé pour un nombre de dents détectées prédéterminé. Par exemple, lors du démarrage du capteur 10, le nombre de dents prédéterminé est avantageusement égal au double du nombre de dents de la cible 14 de vilebrequin, soit ici 58 dents, afin de permettre au capteur 10 de détecter l’ensemble des dents lors d’une rotation complète du vilebrequin, et calculer ainsi un seuil de commutation fiable. Par exemple encore, lors d’un redémarrage du moteur dans le cas d’une fonction Start & Go, le nombre de dents prédéterminé peut être égal à quatre, afin de permettre au capteur 10 de calculer un seuil de commutation pouvant être rapidement utilisé.
Le capteur 10 est apte à n’appliquer un seuil de commutation calculé que si le vilebrequin 16 a été entrainé dans son sens de rotation avant pendant le nombre de dents T1, T2, T3détectées prédéterminé. Plus précisément, à chaque passage d’une dent T1, T2, T3, le capteur 10 est apte à enregistrer l’amplitude de l’extrema correspondant du signal magnétique et à déterminer et enregistrer le sens de rotation du vilebrequin 16 pour la dent T1, T2, T3détectée à l’instant de la détection.
Le capteur 10 est apte à déterminer que le vilebrequin 16 a été entrainé dans son sens de rotation avant pendant un nombre de dents T1, T2, T3détectées prédéterminé.
Le capteur 10 est apte à calculer le seuil de commutation en réalisant la moyenne des valeurs enregistrées d’amplitude des extrema correspondant au passage du nombre de dents T1, T2, T3détectées prédéterminé.
Le capteur 10 est apte à délivrer, lors du passage des dents T1, T2, T3et des creux C1, C2, C3de la cible 14, un signal électrique de sortie vers l’unité de contrôle électronique 13 en vue d’une synchronisation du moteur thermique.
L’invention va maintenant être décrite dans sa mise en œuvre en référence aux figures 5 et 6.
Pour le premier démarrage du moteur thermique lors d’une utilisation du véhicule, c’est-à-dire après l’activation manuelle du démarrage par le conducteur, le nombre de dents T1, T2, T3prédéterminé est égal à 1 ou 2,5 ou 58 dents T1, T2, T3de la cible 14 de vilebrequin. Pour un redémarrage du moteur lors de l’utilisation du véhicule, c’est-à-dire un redémarrage automatique du moteur thermique (fonction Start & Go), le nombre de dents T1, T2, T3prédéterminé est fixé à huit dents.
Lors d’un démarrage ou redémarrage du véhicule, le vilebrequin 16 est mis e rotation et le capteur 10 est activé. Le capteur 10 détecte les variations de champ magnétique induites par le passage des dents T1, T2, T3de la cible 14 face au capteur 10 en élaborant un signal magnétique desdites variations dans une étape E1, les extrema dudit signal magnétique caractérisant le passage des dents T1, T2, T3et des creux C1, C2, C3de la cible 14 devant le capteur 10.
Lors de cette étape E1, à chaque passage de dent ou de creux, le capteur 10 enregistre l’amplitude de l’extrema correspondant du signal magnétique et vérifie que le sens de rotation du vilebrequin 16 est le sens de rotation avant. Cette information sur le sens de rotation du vilebrequin 16 est disponible au niveau du capteur 10, de manière connue en soi. La norme du sens de rotation est définie par programmation de paramètres internes du capteur 10.
Ensuite, si le vilebrequin 16 a été entrainé dans son sens de rotation avant pendant le nombre de dents T1, T2, T3détectées prédéterminé (1 dent, 2,5 dents ou 58 dents dans le cas d’un premier démarrage et 4 dents dans le cas d’un redémarrage), le capteur 10 calcule dans une étape E2 un seuil de commutation en réalisant la moyenne des valeurs enregistrées sur les extrema correspondant au passage du nombre de dents T1, T2, T3détectées prédéterminé.
Enfin, le capteur 10 applique ledit seuil de commutation calculé dans une étape E3 afin de détecter avec précision les dents T1, T2, T3de la cible 14 lors du fonctionnement du moteur thermique.
Si, lors de l’étape E1, le capteur 10 détecte, ne serait-ce que pour une seule dent T1, T2, T3, que le sens de rotation du vilebrequin 16 est le sens de rotation arrière, le capteur 10 ne calcule pas de seuil de commutation et recommence le procédé à l’étape E1 jusqu’à ce que le sens de rotation avant du vilebrequin 16 soit de nouveau détecté. Ainsi, si un sens de rotation arrière est détecté lors d’un calcul prévu sur dents, le calcul est effectué de nouveau avec huit dents jusqu’à ce que le critère de rotation avant du vilebrequin 16 soit rempli pour les huit dents.
Avantageusement, le capteur 10 recalibre son seuil de commutation, ses offsets et ses calculs d’amplitudes, perpétuellement sur 58 dents, le critère de rotation avant s’appliquant également pour ces calculs là aussi. En d’autres termes, en pratique, outre le seuil de commutation, la plupart des paramètres utilisés pour la calibration du capteur 10 sont impactés : décalage (offset), amplitudes des signaux de vitesse et de direction du vilebrequin 16, etc. L’invention permet avantageusement de rendre le capteur 10 précis et fiable.

Claims (10)

  1. Capteur (10) de champ magnétique pour moteur thermique de véhicule automobile, notamment hybride, ledit véhicule comprenant une cible (14) comportant une suite alternée de dents (T1, T2, T3) et de creux et étant associée à un élément tournant (16) du moteur thermique, ledit élément tournant (16) étant caractérisé par un sens de rotation avant définissant sa rotation lors du fonctionnement normal du moteur et un sens de rotation arrière, inverse du sens de rotation avant, pouvant notamment se produire lors d’une phase d’arrêt du moteur, ledit capteur (10) étant apte à :
    - détecter des variations de champ magnétique induites par le passage des dents (T1, T2, T3) de la cible (14) à proximité dudit capteur (10) en élaborant un signal magnétique desdites variations, les points milieux des extrema dudit signal magnétique caractérisant le passage des dents (T1, T2, T3) et des creux de la cible (14) devant le capteur (10),
    - à chaque passage d’une dent (T1, T2, T3), enregistrer l’amplitude de l’extrema correspondant du signal magnétique et déterminer et enregistrer le sens de rotation de l’élément tournant (16),
    - déterminer que l’élément tournant (16) a été entrainé dans son sens de rotation avant pendant un nombre de dents (T1, T2, T3) détectées prédéterminé,
    - calculer un seuil de commutation en réalisant la moyenne des valeurs enregistrées d’amplitude des extrema correspondant au passage du nombre de dents (T1, T2, T3) détectées prédéterminé,
    - utiliser le seuil de commutation calculé afin de détecter les dents (T1, T2, T3) de la cible (14) lors du fonctionnement du moteur thermique.
  2. Capteur (10) selon la revendication 1, dans lequel le nombre de dents (T1, T2, T3) détectées prédéterminé est égal à 4.
  3. Capteur (10) selon la revendication 1, dans lequel le nombre de dents (T1, T2, T3) détectées prédéterminé est égal à 58.
  4. Capteur (10) selon l’une des revendications précédentes, ledit capteur (10) étant apte à délivrer un signal électrique de sortie à destination d’une unité de contrôle électronique (13) du véhicule en vue d’une synchronisation du moteur thermique, le signal électrique de sortie indiquant une position d’une valeur en vigueur du signal magnétique par rapport au seuil de commutation calculé par ledit capteur (10).
  5. Véhicule automobile comprenant un capteur (10) selon l’une des revendications précédentes.
  6. Véhicule selon la revendication précédente, dans lequel l’élément tournant est un vilebrequin (16) ou un arbre à cames.
  7. Procédé de détection de dents (T1, T2, T3) sur une cible (14) par un capteur (10) de champ magnétique pour moteur thermique de véhicule automobile, notamment hybride, ledit véhicule comprenant une cible (14) comportant une suite alternée de dents (T1, T2, T3) et de creux et étant associée à un élément tournant (16) du moteur thermique, ledit élément tournant (16) étant caractérisé par un sens de rotation avant définissant sa rotation lors du fonctionnement normal du moteur et un sens de rotation arrière, inverse du sens de rotation avant, pouvant notamment se produire lors d’une phase d’arrêt du moteur, ledit procédé comprenant les étapes mises en œuvre par le capteur (10) de :
    - détection (E1) des variations de champ magnétique induites par le passage des dents (T1, T2, T3) de la cible (14) à proximité dudit capteur (10) en élaborant un signal magnétique (Smag) desdites variations, les points milieux des extrema dudit signal magnétique caractérisant le passage des dents (T1, T2, T3) et des creux de la cible (14) devant le capteur (10),
    - à chaque passage d’une dent, enregistrement de l’amplitude de l’extrema correspondant du signal magnétique, et détermination et enregistrement du sens de rotation de l’élément tournant (16),
    - si l’élément tournant (16) a été entrainé dans son sens de rotation avant pendant un nombre de dents (T1, T2, T3) détectées prédéterminé, calcul (E2) d’un seuil de commutation (SC) en réalisant la moyenne des valeurs enregistrées d’amplitude des extrema correspondant au passage du nombre de dents (T1, T2, T3) détectées prédéterminé,
    - utilisation (E3) du seuil de commutation calculé afin de détecter les dents (T1, T2, T3) de la cible (14) lors du fonctionnement du moteur thermique.
  8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel le nombre de dents (T1, T2, T3) détectées prédéterminé est égal à 4.
  9. Procédé selon la revendication 7, dans lequel le nombre de dents (T1, T2, T3) détectées prédéterminé est égal à 58.
  10. Procédé selon l’une quelconque des revendications 7 à 9, comprenant une étape de fourniture d’un signal électrique de sortie à destination d’une unité de contrôle électronique (13) du véhicule en vue d’une synchronisation du moteur thermique, le signal électrique de sortie indiquant une position d’une valeur en vigueur du signal magnétique par rapport au seuil de commutation calculé par ledit capteur (10).
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