FR3143686A1 - Improvement of a process for synchronizing the angular position of an internal combustion engine camshaft - Google Patents

Abstract

Procédé de synchronisation pour un arbre à cames muni d’une cible comportant N reliefs, un front préféré étant soit montant soit descendant, ledit procédé comportant les étapes suivantes :a) acquisition par un capteur d’un signal et horodatage, b) à la fin du passage d’un relief, détermination d’une vitesse de rotation instantanée (Is), c) à chaque passage d’un deuxième front préféré, calcul des valeurs possibles de vitesse de rotation normale Nsn correspondant à la vitesse de passage entre les deux reliefs, d) calcul d’une grandeur représentative As des deux vitesses de rotation instantanées (Is) pour les deux reliefs de l’étape c), e) comparaison de As avec chacune des valeurs Nsn, f) élimination de valeurs possibles de vitesse de rotation normale qui ne sont pas plausibles, g) répétition de a) à f) jusqu’à ce qu’il ne reste plus qu’une seule valeur possible de vitesse de rotation normale (Nsn). Figure de l’abrégé : Figure 2Synchronization method for a camshaft provided with a target comprising N reliefs, a preferred edge being either rising or falling, said method comprising the following steps: a) acquisition by a sensor of a signal and time stamping, b) at the end of the passage of a relief, determination of an instantaneous rotation speed (Is), c) at each passage of a second preferred front, calculation of the possible values of normal rotation speed Nsn corresponding to the speed of passage between the two reliefs, d) calculation of a representative quantity As of the two instantaneous rotation speeds (Is) for the two reliefs of step c), e) comparison of As with each of the values Nsn, f) elimination of possible values of normal rotation speed which are not plausible, g) repeating a) to f) until only one possible value of normal rotation speed (Nsn) remains. Abstract Figure: Figure 2

Description

Perfectionnement d’un procédé de synchronisation de la position angulaire d’un arbre à cames de moteur à combustion interneImprovement of a process for synchronizing the angular position of an internal combustion engine camshaft

La présente divulgation concerne un perfectionnement d’un procédé de synchronisation de la position angulaire d’un arbre à cames de moteur à combustion interne.The present disclosure relates to an improvement in a method for synchronizing the angular position of an internal combustion engine camshaft.

Le domaine technique de la présente invention est ainsi le domaine du contrôle moteur pour un moteur à combustion interne. La présente divulgation est destinée notamment à un véhicule automobile ou similaire (moto, camion, etc.) mais peut aussi être utilisée pour un autre type de véhicule (bateau ou autre). Elle concerne plus particulièrement mais pas exclusivement un moteur comportant une distribution à programme variable (connue sous le sigle anglais VVT pour Variable Valve Timing) et encore plus particulièrement un moteur avec une distribution à programme variable électrique, c’est-à-dire pour laquelle une position d’arbre à cames est modifiée par un moteur électrique.The technical field of the present invention is thus the field of engine control for an internal combustion engine. This disclosure is intended in particular for a motor vehicle or similar (motorcycle, truck, etc.) but can also be used for another type of vehicle (boat or other). It concerns more particularly but not exclusively an engine comprising a variable program distribution (known by the English acronym VVT for Variable Valve Timing) and even more particularly an engine with an electric variable program distribution, that is to say for which a camshaft position is changed by an electric motor.

Dans un moteur à combustion interne, des pistons coulissent dans des cylindres et entrainent en rotation un vilebrequin par l’intermédiaire de bielles et ce mouvement est retransmis aux roues du véhicule pour le mouvoir, généralement par l’intermédiaire d’une transmission comportant une boite de vitesses ou un variateur. Dans un moteur dit à quatre temps, un cycle complet de combustion s’effectue sur deux tours (du volant moteur) soit 720° (appelés degrés vilebrequin ou °CRK). Pour commander une admission et un échappement d’air dans et hors des cylindres, au moins un arbre à cames commande des soupapes. La vitesse de rotation d’un arbre à cames correspond à la moitié (exactement) de la vitesse de rotation du volant moteur (ou du vilebrequin). Il est connu d’avoir aussi un arbre à cames commandant l’ouverture (et la fermeture) de soupapes d’admission et un autre arbre à cames commandant l’ouverture (et la fermeture) de soupapes d’échappement. Pour optimiser le fonctionnement du moteur, il est connu d’agir sur les arbres à cames pour modifier l’ouverture (et la fermeture) des soupapes correspondantes lors d’un cycle de combustion. Chaque arbre à cames est alors muni d’une cible associée à un capteur afin de connaitre la position de l’arbre à cames correspondant. Une cible d’arbre à cames se présente généralement sous la forme d’un disque présentant à sa périphérie plusieurs dents. Les dents sont la plupart du temps toutes similaires et sont disposées généralement selon un motif présentant une singularité de manière à permettre de connaitre la position de la cible. Une procédure de synchronisation permet alors de reconnaitre la singularité et par la suite de déterminer en continu la position de la cible par rapport au capteur correspondant.In an internal combustion engine, pistons slide in cylinders and rotate a crankshaft via connecting rods and this movement is transmitted to the wheels of the vehicle to move it, generally via a transmission comprising a gearbox. gears or a variator. In a so-called four-stroke engine, a complete combustion cycle takes place over two revolutions (of the flywheel) or 720° (called crankshaft degrees or °CRK). To control intake and exhaust of air into and out of the cylinders, at least one camshaft controls valves. The rotational speed of a camshaft corresponds to half (exactly) the rotational speed of the flywheel (or crankshaft). It is known to also have a camshaft controlling the opening (and closing) of intake valves and another camshaft controlling the opening (and closing) of exhaust valves. To optimize the operation of the engine, it is known to act on the camshafts to modify the opening (and closing) of the corresponding valves during a combustion cycle. Each camshaft is then provided with a target associated with a sensor in order to know the position of the corresponding camshaft. A camshaft target generally takes the form of a disc with several teeth on its periphery. The teeth are most of the time all similar and are generally arranged in a pattern presenting a singularity so as to allow the position of the target to be known. A synchronization procedure then makes it possible to recognize the singularity and subsequently to continuously determine the position of the target in relation to the corresponding sensor.

Une telle synchronisation est utilisée pour connaitre la position d’un arbre à cames dans un moteur comportant une distribution à programme variable. Ainsi, il est possible de gérer la distribution variable et d’optimiser les flux gazeux dans le moteur.Such synchronization is used to know the position of a camshaft in an engine with variable program timing. This makes it possible to manage variable distribution and optimize gas flows in the engine.

Il est connu qu’il convient de veiller tout particulièrement à une bonne régulation d’un moteur à combustion interne au démarrage de celui-ci. Pour permettre d’adapter la position des arbres à cames dès le démarrage du moteur, il est connu d’utiliser (au moins) un déphaseur fonctionnant grâce à un moteur électrique (à la place d’un actionneur hydraulique qui n’est opérationnel que lorsque la pression d’huile du moteur est assez élevée).It is known that particular attention should be paid to good regulation of an internal combustion engine when it is started. To allow the position of the camshafts to be adapted as soon as the engine is started, it is known to use (at least) a phase shifter operating thanks to an electric motor (instead of a hydraulic actuator which is only operational when the engine oil pressure is high enough).

Habituellement, un système de gestion de moteur identifie des dents de la cible d’arbre à cames uniquement à partir des informations fournies par le capteur d’arbre à cames correspondant pour être robuste aux perturbations du vilebrequin. Ainsi, il est aussi possible d’utiliser la reconnaissance des fronts de dents de la cible d’arbre à cames pour la gestion de la distribution à programme variable mais aussi pour déterminer la position du moteur en cas de défaillance d’un capteur utilisé pour connaitre la position du vilebrequin.Usually, an engine management system identifies camshaft target teeth only from the information provided by the corresponding camshaft sensor to be robust to crankshaft disturbances. Thus, it is also possible to use the recognition of the tooth fronts of the camshaft target for the management of variable program distribution but also to determine the position of the engine in the event of failure of a sensor used for know the position of the crankshaft.

La synchronisation se fait par exemple en mesurant des temps de passage entre des fronts de dent (généralement descendant) et en faisant des rapports entre ces temps de passage. Il faut ainsi attendre le passage de plusieurs dents devant le capteur avant de pouvoir commencer la procédure de synchronisation et il convient en outre parfois de devoir attendre que la vitesse de rotation de la cible soit relativement constante (pas de trop forte accélération comme notamment au démarrage) pour pouvoir obtenir un résultat fiable.Synchronization is done for example by measuring passage times between tooth fronts (generally descending) and by making relationships between these passage times. It is therefore necessary to wait for several teeth to pass in front of the sensor before being able to begin the synchronization procedure and it is also sometimes necessary to wait until the rotation speed of the target is relatively constant (no too strong acceleration, particularly at start-up). ) to be able to obtain a reliable result.

Le problème à l’origine de la présente divulgation est d’obtenir rapidement une synchronisation de la position de (ou des) l’arbre à cames. Dans le cas de la commande d’une distribution à programme variable, cela permet de pouvoir réguler au mieux plus rapidement les flux gazeux du moteur et dans le cas d’utilisation du signal de capteur d’arbre à cames dans un mode dégradé en cas de défaut de signal de capteur de vilebrequin, de synchroniser au plus vite le moteur.The problem at the origin of the present disclosure is to quickly obtain synchronization of the position of (or) the camshaft. In the case of controlling a variable program distribution, this makes it possible to regulate the gas flows of the engine more quickly and in the case of using the camshaft sensor signal in a degraded mode in the event of If there is no crankshaft sensor signal, synchronize the engine as quickly as possible.

Avec les systèmes connus de l’art antérieur, notamment lorsque les dents à la périphérie de la cible sont sensiblement équiréparties, la synchronisation peut être relativement longue, souvent plus de 720°CRK.With the systems known from the prior art, particularly when the teeth at the periphery of the target are substantially equally distributed, the synchronization can be relatively long, often more than 720°CRK.

RésuméSummary

La présente divulgation vient améliorer la situation. Elle a alors pour but de fournir un procédé de synchronisation qui lors d’une phase de démarrage permet une synchronisation rapide.This disclosure improves the situation. Its aim is then to provide a synchronization process which during a start-up phase allows rapid synchronization.

Il est proposé un procédé de synchronisation consistant à déterminer la position angulaire d’un arbre à cames lors d’une phase de démarrage d’un moteur à combustion interne comportant un arbre à cames muni d’une cible comportant N reliefs similaires répartis autour de la cible de manière à présenter au moins une singularité, chaque relief présentant deux fronts de relief, un front montant et un front descendant, un front préféré étant choisi entre le front montant et le front descendant.A synchronization method is proposed consisting of determining the angular position of a camshaft during a starting phase of an internal combustion engine comprising a camshaft provided with a target comprising N similar reliefs distributed around the target so as to present at least one singularity, each relief presenting two relief fronts, a rising front and a falling front, a preferred front being chosen between the rising front and the falling front.

Selon la présente divulgation, ce procédé comporte les étapes suivantes :
- a - acquisition, par un capteur associé à la cible, d’un signal correspondant au passage d’un front de relief et horodatage de ce passage de front,
- b - à chaque passage d’un front correspondant à la fin du passage d’un relief, calcul d’une vitesse de rotation instantanée en fonction de l’horodatage de l’autre front dudit relief, tous les reliefs ayant une même largeur angulaire,
- c - à chaque passage d’un premier front préféré puis d’un deuxième front préféré, calcul des valeurs possibles de vitesse de rotation normale correspondant à un écart angulaire possible entre deux reliefs successifs sur la cible divisé par le temps séparant le passage du premier front préféré du passage du deuxième front préféré,
- d - calcul d’une grandeur représentative d’au moins l’une des deux vitesses de rotation instantanées pour les deux reliefs successifs correspondant au premier front préféré et au deuxième front préféré de l’étape - c -,
- e - comparaison de ladite grandeur représentative avec chacune des valeurs possibles de vitesse de rotation normale calculées à l’étape - c -,
- f - élimination de valeurs possibles de vitesse de rotation normale considérées comme non plausibles compte tenu de la comparaison de l’étape - e - selon un critère de plausibilité prédéterminé,
- g - répétition des étapes - a – à - f - jusqu’à ce qu’il ne reste plus qu’une seule valeur possible de vitesse de rotation normale et identification du relief correspondant au deuxième front préféré courant réalisant ainsi une détermination de la position angulaire de l’arbre à cames.According to the present disclosure, this process comprises the following steps:
- a - acquisition, by a sensor associated with the target, of a signal corresponding to the passage of a relief front and timestamp of this passage of front,
- b - at each passage of a front corresponding to the end of the passage of a relief, calculation of an instantaneous rotation speed according to the timestamp of the other front of said relief, all the reliefs having the same width angular,
- c - at each passage of a first preferred front then of a second preferred front, calculation of the possible values of normal rotation speed corresponding to a possible angular difference between two successive reliefs on the target divided by the time separating the passage of the first preferred front of the passage of the second preferred front,
- d - calculation of a quantity representative of at least one of the two instantaneous rotation speeds for the two successive reliefs corresponding to the first preferred front and the second preferred front of step - c -,
- e - comparison of said representative quantity with each of the possible values of normal rotation speed calculated in step - c -,
- f - elimination of possible values of normal rotation speed considered implausible taking into account the comparison of step - e - according to a predetermined plausibility criterion,
- g - repetition of steps - a – to - f - until there remains only one possible value of normal rotation speed and identification of the relief corresponding to the second current preferred front thus carrying out a determination of the angular position of the camshaft.

On entend ici par relief une forme en creux ou en bosse. On a alors soit une encoche soit une dent. Dans le cas d’une dent, lors du passage de la dent devant le capteur, ce dernier détecte tout d’abord un front montant puis un front descendant. Dans le cas d’une encoche, le capteur détecte tout d’abord un front descendant puis un front montant.Here, by relief we mean a hollow or bumpy shape. We then have either a notch or a tooth. In the case of a tooth, when the tooth passes in front of the sensor, the latter first detects a rising edge then a falling edge. In the case of a notch, the sensor first detects a falling edge then a rising edge.

La cible étant disposée sur un arbre à cames, les vitesses mesurées peuvent être soit des vitesses de rotation de l’arbre à cames ou bien des vitesses de rotation moteur. Ainsi par exemple, la vitesse de rotation instantanée à l’étape - b - peut être définie par un ratio d’une largeur angulaire dudit relief sur la cible, divisée par un intervalle de temps entre les passages respectifs des deux fronts dudit relief.The target being placed on a camshaft, the measured speeds can be either camshaft rotation speeds or engine rotation speeds. So for example, the instantaneous rotation speed in step - b - can be defined by a ratio of an angular width of said relief on the target, divided by a time interval between the respective passages of the two fronts of said relief.

À l’étape - c - ci-dessus, le premier front préféré et le deuxième front préféré sont les fronts préférés déjà mentionnés à l’étape - a -.In step - c - above, the first preferred front and the second preferred front are the preferred fronts already mentioned in step - a -.

Dans ce procédé, la grandeur représentative d’au moins l’une des deux vitesses de rotation instantanées pour deux reliefs successifs peut-être par exemple la moyenne arithmétique de ces deux vitesses de rotation instantanées.In this process, the magnitude representative of at least one of the two instantaneous rotation speeds for two successive reliefs may for example be the arithmetic average of these two instantaneous rotation speeds.

Selon une forme de réalisation, à l’étape - f - une valeur de vitesse normale est éliminée par exemple si elle est supérieure au double, ou inférieure à la moitié, de la valeur moyenne des deux vitesses de rotation instantanées correspondantes.According to one embodiment, in step - f - a normal speed value is eliminated for example if it is greater than double, or less than half, the average value of the two corresponding instantaneous rotation speeds.

Selon une autre forme de réalisation, le critère de plausibilité à l’étape - f - peut varier en fonction du nombre de fronts de relief détectés depuis le début du procédé de synchronisation.According to another embodiment, the plausibility criterion in step - f - can vary depending on the number of relief fronts detected since the start of the synchronization process.

Dans un procédé de synchronisation présenté ci-dessus, on peut prévoir par exemple que si le premier front à l’étape - a - est un front correspondant à une fin de relief, alors à l’étape - b - une vitesse de rotation instantanée nulle est déterminée pour le relief correspondant.In a synchronization method presented above, we can provide for example that if the first front in step - a - is a front corresponding to an end of relief, then in step - b - an instantaneous rotation speed zero is determined for the corresponding relief.

Dans une forme de réalisation préférée car mieux adaptée à la plupart des capteurs, chaque relief de la cible est avantageusement un bossage formant une dent.In a preferred embodiment because it is better suited to most sensors, each relief of the target is advantageously a boss forming a tooth.

Selon un autre aspect de la présente divulgation, on a un système électronique de gestion d’un moteur à combustion interne configuré pour mettre en œuvre un procédé décrit ci-dessus et comportant :
- un capteur configuré pour détecter les passages des fronts de relief de la cible et pour horodater ces passages ; et
- un calculateur configuré pour :
- - recevoir en entrée des données d’horodatage, fournies par le capteur, et relatives aux passages de front de relief,
- - mettre en œuvre au moins une fois les étapes – b – à – f – du procédé et répéter ces étapes jusqu’à ce qu’il ne reste plus qu’une seule valeur possible de vitesse de rotation normale, de manière à identifier le relief correspondant au deuxième front préféré courant, et
- - déterminer une position angulaire de l’arbre à cames.According to another aspect of the present disclosure, there is an electronic system for managing an internal combustion engine configured to implement a method described above and comprising:
- a sensor configured to detect the passages of the relief fronts of the target and to timestamp these passages; And
- a calculator configured for:
- - receive as input time stamping data, provided by the sensor, and relating to relief front passages,
- - implement steps – b – to – f – of the process at least once and repeat these steps until only one possible value of normal rotation speed remains, so as to identify the relief corresponding to the second current preferred front, and
- - determine an angular position of the camshaft.

Selon un autre aspect, la présente divulgation concerne aussi un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu’il comporte un système électronique de gestion présenté ci-avant. Ce moteur est par exemple du type comportant en outre au moins un arbre à cames associé à un système de distribution à programme variable, ledit système de distribution à programme variable pouvant notamment comporter un moteur électrique associé à un arbre à cames.According to another aspect, the present disclosure also concerns an internal combustion engine, characterized in that it comprises an electronic management system presented above. This engine is for example of the type further comprising at least one camshaft associated with a variable program distribution system, said variable program distribution system possibly including an electric motor associated with a camshaft.

Selon un autre aspect, il est proposé un programme informatique comportant des instructions pour la mise en œuvre d’un procédé présenté ci-dessus lorsque ce programme est exécuté par un processeur, notamment une unité de contrôle électronique d’un moteur à combustion interne.According to another aspect, a computer program is proposed comprising instructions for implementing a method presented above when this program is executed by a processor, in particular an electronic control unit of an internal combustion engine.

Selon un autre aspect, il est proposé un support d’enregistrement non transitoire, lisible par un ordinateur, sur lequel est enregistré un tel programme.According to another aspect, there is provided a non-transitory recording medium, readable by a computer, on which such a program is recorded.

D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :Other characteristics, details and advantages will appear on reading the detailed description below, and on analyzing the attached drawings, in which:

Fig. 1Fig. 1

illustre des exemples de cibles d’arbre à cames pouvant être utilisées pour la mise en œuvre d’un procédé selon la présente divulgation. illustrates examples of camshaft targets that can be used to implement a method according to the present disclosure.

Fig. 2Fig. 2

est un schéma illustratif de principe de la mise en œuvre d’un procédé selon la présente divulgation. is an illustrative diagram of the principle of the implementation of a method according to the present disclosure.

Fig. 3Fig. 3

est un schéma illustratif d’une mise en œuvre d’un procédé selon la présente divulgation. is an illustrative diagram of an implementation of a method according to the present disclosure.

Fig. 4Fig. 4

est un logigramme pour la mise en œuvre d’un procédé selon la présente divulgation. is a flowchart for implementing a method according to the present disclosure.

Fig. 5Fig. 5

est une vue très schématique d’un moteur présentant des moyens pour la mise en œuvre d’un procédé selon la présente divulgation. is a very schematic view of an engine presenting means for implementing a method according to the present disclosure.

La présente description est faite en relation à un moteur à combustion interne, de type quatre temps. De façon connue de l’homme du métier, un moteur à combustion interne comporte un ou plusieurs cylindres à l’intérieur de chacun desquels se trouve une chambre de combustion et dans chacun desquels coulisse un piston relié par une bielle à un vilebrequin. À chaque chambre de combustion est associée au moins une soupape d’admission pour gérer des flux gazeux entrant dans la chambre de combustion et au moins une soupape d’échappement pour gérer des flux gazeux sortant de la chambre de combustion. L’ouverture et la fermeture des soupapes est commandée par un arbre à cames. Un même arbre à cames peut commander toutes les soupapes ou au moins un arbre à cames distinct est prévu pour les soupapes d’admission et au moins un arbre distinct est prévu pour les soupapes d’échappement. La présente divulgation concerne plus particulièrement mais non exclusivement les moteurs avec (au moins) un arbre à cames pour les soupapes d’admission et (au moins) un arbre à cames pour les soupapes d’échappement. En outre, de préférence un système de distribution à programme variable (connu sous le sigle anglais VVT pour Variable Valve Timing) est prévu. Un tel système connu de l’homme du métier comporte un moteur, par exemple un moteur électrique, qui permet d’introduire un décalage angulaire pour un arbre à cames dans une plage angulaire prédéterminée par rapport à une position de référence pendant que l’arbre à cames est entrainé en rotation par le vilebrequin.This description is made in relation to a four-stroke internal combustion engine. In a manner known to those skilled in the art, an internal combustion engine comprises one or more cylinders inside each of which there is a combustion chamber and in each of which slides a piston connected by a connecting rod to a crankshaft. Each combustion chamber is associated with at least one intake valve to manage gas flows entering the combustion chamber and at least one exhaust valve to manage gas flows leaving the combustion chamber. The opening and closing of the valves is controlled by a camshaft. The same camshaft can control all the valves or at least one separate camshaft is provided for the intake valves and at least one separate shaft is provided for the exhaust valves. The present disclosure relates more particularly but not exclusively to engines with (at least) one camshaft for the intake valves and (at least) one camshaft for the exhaust valves. In addition, preferably a variable program distribution system (known by the English acronym VVT for Variable Valve Timing) is provided. Such a system known to those skilled in the art comprises a motor, for example an electric motor, which makes it possible to introduce an angular offset for a camshaft in a predetermined angular range relative to a reference position while the shaft cam is rotated by the crankshaft.

Pour connaitre la position angulaire d’un arbre à cames (en fonction de son entrainement en rotation par le vilebrequin et le cas échéant en fonction du décalage introduit par le système de distribution à programme variable) il est connu de solidariser une cible à l’arbre à cames considéré et de lui associer un capteur permettant de « lire » la position angulaire de la cible.To know the angular position of a camshaft (as a function of its rotational drive by the crankshaft and where appropriate as a function of the offset introduced by the variable program distribution system) it is known to secure a target to the camshaft considered and associate it with a sensor making it possible to “read” the angular position of the target.

La illustre des exemples de cibles d’arbre à cames pouvant être utilisées pour la mise en œuvre de la présente divulgation. Ces cibles se présentent sous la forme d’un disque circulaire présentant des dents qui s’étendent radialement vers l’extérieur à la périphérie du disque. Toutes les dents sont semblables : elles présentent toutes les mêmes dimensions, même hauteur radiale à partir de la périphérie circulaire, même plage angulaire, etc.. Seules sont illustrées des cibles avec des dents à la périphérie. Il s’agit des cibles les plus utilisées mais on pourrait très bien avoir des encoches (en creux au lieu d’être en saillie) à la place des dents.There illustrates examples of camshaft targets that can be used to implement the present disclosure. These targets are in the form of a circular disk having teeth that extend radially outward at the periphery of the disk. All the teeth are similar: they all have the same dimensions, same radial height from the circular periphery, same angular range, etc. Only targets with teeth on the periphery are shown. These are the most used targets but we could very well have notches (recessed instead of protruding) in place of the teeth.

Chaque cible est destinée à être associée à un capteur qui, lorsque la cible tourne en rotation, détecte le passage des dents de la cible, plus précisément le passage d’un front montant puis ensuite d’un front descendant. La technologie des capteurs utilisés habituellement pour ces applications fait que le capteur détecte avec une plus grande précision un type de front, front montant ou front descendant. En fonction du capteur utilisé, un front, montant ou descendant, est appelé aussi front préféré. Toutefois, pour certaines raisons (facilité de calcul par exemple) on pourra choisir pour la synchronisation que le front préféré soit le type de front détecté avec le moins de précision par le capteur. Le choix du front préféré peut ainsi être technique (précision, facilité de calcul, …) ou bien être arbitraire.Each target is intended to be associated with a sensor which, when the target rotates, detects the passage of the teeth of the target, more precisely the passage of a rising edge then then of a falling edge. The technology of the sensors usually used for these applications means that the sensor detects with greater precision a type of edge, rising edge or falling edge. Depending on the sensor used, an edge, rising or falling, is also called preferred edge. However, for certain reasons (ease of calculation for example) we could choose for synchronization that the preferred edge is the type of edge detected with the least precision by the sensor. The choice of the preferred front can thus be technical (precision, ease of calculation, etc.) or even arbitrary.

Dans la suite de la présente description, à titre purement illustratif et non limitatif, on suppose que pour le capteur utilisé, le front préféré correspond au front descendant. En outre, toujours à titre illustratif et non limitatif, on suppose que pour chaque dent de la cible considérée, l’écart angulaire entre un front montant et un front descendant est de 20°CRK (c’est-à-dire 20° de rotation du vilebrequin et donc 10° sur la cible d’arbre à cames).In the remainder of this description, for purely illustrative and non-limiting purposes, it is assumed that for the sensor used, the preferred edge corresponds to the falling edge. Furthermore, still by way of illustration and not limitation, it is assumed that for each tooth of the target considered, the angular difference between a rising edge and a falling edge is 20°CRK (i.e. 20° of rotation of the crankshaft and therefore 10° on the camshaft target).

Pour pouvoir repérer la position angulaire de la cible sur 360° (qui correspondent du coup à 720°CRK), il faut éviter d’avoir une équirépartition des dents ou une répétition d’un même motif de dents.To be able to identify the angular position of the target over 360° (which therefore corresponds to 720°CRK), it is necessary to avoid having an equal distribution of the teeth or a repetition of the same pattern of teeth.

Dans le premier exemple illustré sur la , trois dents sont équiréparties à la périphérie de la cible et une quatrième dent est insérée dans ce motif créant ainsi une singularité dans le motif répétitif formé par les trois dents. Ce premier exemple sera repris dans la suite de la description pour illustrer un procédé de synchronisation selon la présente divulgation à titre purement illustratif et non limitatif. Dans ce premier exemple, trois dents sont équiréparties à 240 °CRK (on considère ici uniquement les fronts descendants des dents) et la quatrième dent est placée à 30°CRK après l’une des dents de ce motif régulier.In the first example illustrated on the , three teeth are equally distributed around the periphery of the target and a fourth tooth is inserted into this pattern, thus creating a singularity in the repetitive pattern formed by the three teeth. This first example will be taken up in the remainder of the description to illustrate a synchronization method according to the present disclosure for purely illustrative and non-limiting purposes. In this first example, three teeth are equally distributed at 240°CRK (we only consider the descending fronts of the teeth here) and the fourth tooth is placed at 30°CRK after one of the teeth in this regular pattern.

Le deuxième exemple prévoit la présence de treize dents à la périphérie de la cible. Une dent est isolée, puis en suivant la périphérie de la cible (dans le sens trigonométrique inverse sur la ) on trouve trois ensembles similaires de deux dents chacun puis deux ensembles similaires de trois dents chacun. Les dents d’un même ensemble sont décalées angulairement de 30°CRK mais globalement, il n’y a pas de motif qui se répète régulièrement à la périphérie de la cible.The second example foresees the presence of thirteen teeth at the periphery of the target. A tooth is isolated, then following the periphery of the target (in the opposite trigonometric direction on the ) we find three similar sets of two teeth each then two similar sets of three teeth each. The teeth of the same set are angularly offset by 30°CRK but overall, there is no pattern which repeats regularly at the periphery of the target.

Le troisième exemple prévoit un ensemble d’une ou plusieurs dents tous les 180°CRK en considérant un sens de rotation horaire de la cible sur la . On a alors un « ensemble » avec une dent unique, puis 180°CRK après un ensemble avec trois dents, puis quatre dents en enfin deux dents. Le quatrième exemple est un peu similaire, avec un « ensemble » d’une ou deux dents tous les 180°CRK avec deux fois une dent puis deux fois deux dents. On a dans ce dernier exemple deux singularités disposées à 180°CRK donc non symétriques.The third example provides a set of one or more teeth every 180°CRK considering a clockwise rotation direction of the target on the . We then have a “set” with a single tooth, then 180°CRK after a set with three teeth, then four teeth and finally two teeth. The fourth example is a little similar, with a “set” of one or two teeth every 180°CRK with two times one tooth then two times two teeth. In this last example we have two singularities arranged at 180°CRK and therefore non-symmetrical.

Comme déjà indiqué, un procédé de synchronisation selon la présente divulgation va être décrit de manière non limitative sur la base d’un exemple particulier pour permettre de mieux comprendre le fonctionnement dudit procédé. L’exemple est basé (cf. ) sur la première cible de la qui est celle qui présente le moins grand nombre de dents mais qui n’est pas forcément la cible préférée pour un arbre à cames associé à un système de distribution à programme variable, électrique ou non.As already indicated, a synchronization method according to the present disclosure will be described in a non-limiting manner on the basis of a particular example to allow a better understanding of the operation of said method. The example is based (cf. ) on the first target of the which is the one which has the least number of teeth but which is not necessarily the preferred target for a camshaft associated with a variable program distribution system, electric or not.

De manière originale, alors qu’habituellement un seul front de dent est utilisé, il est proposé ici d’horodater chaque passage de front de dent, les fronts montants et les fronts descendants. En outre, il est proposé de calculer de manière originale des vitesses de rotation (et non pas des ratios de plages angulaires) comme présenté ci-après.In an original way, while usually only one tooth front is used, it is proposed here to timestamp each passage of the tooth front, the rising fronts and the falling fronts. In addition, it is proposed to calculate rotation speeds (and not angular range ratios) in an original manner as presented below.

La reprend la première cible 10 de la . On suppose qu’un capteur est associé de manière connue de l’art antérieur à cette cible. Ledit capteur (non représenté) fournit alors un signal électrique en forme de créneaux avec des fronts correspondant chacun à un passage d’un front de dent. Chaque détection d’un front de dent est horodatée. De la sorte, il est possible de connaitre le temps de passage d’une dent. Sur la , les dents de la cible 10 ont été numérotées de 1 à 4. On a également illustré schématiquement la vitesse de rotation de la cible correspondant au passage de la dent numérotée 1 et de la dent numérotée 2. Is1 correspond ainsi à la vitesse appelée par la suite vitesse instantanée mesurée lors du passage de la dent 1. Cette vitesse est calculée à partir de l’horodatage réalisé au passage d’un front montant puis du front descendant suivant. Par soustraction, le temps de passage de la dent 1 devant le capteur est obtenue. La vitesse instantanée Is1 (en tours vilebrequin par minute par exemple, ou rpm) est obtenue par division de la plage angulaire, soit 20°CRK, de la dent 1 par le temps de passage (TP1) de la dent, en appliquant le bon coefficient, soit pour une vitesse en tours par minute, une plage angulaire en °CRK et un temps de passage en millisecondes (ms) :
Is1 = (20 / 360) / (TP1 / 60.000)
Is1 = 20.000 / 6 * TP1There takes up the first target 10 of the . It is assumed that a sensor is associated in a manner known from the prior art with this target. Said sensor (not shown) then provides an electrical signal in the form of slots with fronts each corresponding to a passage of a tooth front. Each detection of a tooth front is time-stamped. In this way, it is possible to know the passage time of a tooth. On the , the teeth of target 10 have been numbered from 1 to 4. The rotation speed of the target corresponding to the passage of the tooth numbered 1 and the tooth numbered 2 has also been schematically illustrated. Is1 thus corresponds to the speed called by the following instantaneous speed measured during the passage of tooth 1. This speed is calculated from the timestamp produced at the passage of a rising edge then the next falling edge. By subtraction, the passage time of tooth 1 in front of the sensor is obtained. The instantaneous speed Is1 (in crankshaft revolutions per minute for example, or rpm) is obtained by dividing the angular range, i.e. 20°CRK, of tooth 1 by the passage time (TP1) of the tooth, by applying the correct coefficient, i.e. for a speed in revolutions per minute, an angular range in °CRK and a passage time in milliseconds (ms):
Is1 = (20 / 360) / (TP1 / 60,000)
Is1 = 20,000 / 6 * TP1

De la même manière, à chaque passage de dent, une vitesse instantanée est déterminée.In the same way, with each tooth passage, an instantaneous speed is determined.

En outre, il est proposé de déterminer une vitesse Ns, dite normale, correspondant au temps de passage entre deux dents successives. On utilise ici le temps de passage correspondant à la soustraction de l’horodatage du passage du front préféré de la seconde dent de l’horodatage du passage du front préféré de la première dent. On obtient comme pour la vitesse instantanée (même calcul en adaptant en fonction de l’écart angulaire) une vitesse normale Ns2 lorsqu’on passe de la dent 1 à la dent 2.In addition, it is proposed to determine a speed Ns, called normal, corresponding to the passage time between two successive teeth. We use here the passage time corresponding to the subtraction of the timestamp of the passage of the preferred front of the second tooth from the timestamp of the passage of the preferred front of the first tooth. As for the instantaneous speed (same calculation by adapting according to the angular deviation), we obtain a normal speed Ns2 when we go from tooth 1 to tooth 2.

Dans le présent procédé, on part de l’hypothèse que la vitesse normale Ns2 ne devrait pas être très différente de la vitesse Is1 ni de la vitesse Is2. Si la vitesse de rotation est sensiblement constante, ces trois vitesses devraient être sensiblement égales. En cas d’accélération, on devrait avoir Is1<Ns2<Is2 et en cas de décélération Is1>Ns2>Is2.In the present method, it is assumed that the normal speed Ns2 should not be significantly different from the speed Is1 nor from the speed Is2. If the rotation speed is approximately constant, these three speeds should be approximately equal. In case of acceleration, we should have Is1<Ns2<Is2 and in case of deceleration Is1>Ns2>Is2.

Pour tenir compte de ces trois cas de figure (vitesse constante, accélération et décélération), il est proposé de déterminer une vitesse moyenne As2 correspondant à la moyenne arithmétique des vitesses Is1 et Is2, soit :
As2 = (Is1 + Is2) / 2To take these three scenarios into account (constant speed, acceleration and deceleration), it is proposed to determine an average speed As2 corresponding to the arithmetic average of the speeds Is1 and Is2, i.e.:
As2 = (Is1 + Is2) / 2

La vitesse As2 devrait dans tous les cas de figure être proche de la vitesse Ns2.The speed As2 should in all cases be close to the speed Ns2.

Lors de la réalisation d’une synchronisation, les dents de la cible 10 passent devant le capteur mais un système de gestion recevant les signaux émis par le capteur sait reconnaitre qu’une dent passe mais ne sait pas de quelle dent il s’agit. Le but de la synchronisation est de permettre audit système de gestion de savoir à chaque passage de dent laquelle des dents est en train de passer devant le capteur.When performing synchronization, the teeth of the target 10 pass in front of the sensor but a management system receiving the signals emitted by the sensor knows how to recognize that a tooth is passing but does not know which tooth it is. The purpose of synchronization is to allow said management system to know at each tooth passage which of the teeth is passing in front of the sensor.

La géométrie de la cible est connue. Pour la cible 10 correspondant au premier exemple de la , on sait que l’écart angulaire entre la dent 1 et la dent 2 est de 240°CRK, entre la dent 2 et la dent 3 de 30°CRK, entre la dent 3 et la dent 4 de 210°CRK et entre la dent 4 et la dent 1 de 240°CRK.The geometry of the target is known. For target 10 corresponding to the first example of the , we know that the angular difference between tooth 1 and tooth 2 is 240°CRK, between tooth 2 and tooth 3 is 30°CRK, between tooth 3 and tooth 4 is 210°CRK and between tooth tooth 4 and tooth 1 of 240°CRK.

L’idée est ici de mesurer lors de deux passages de dents (dent (n-1) et dent n) successifs à la fois les temps de passage de la dent (n-1), de la dent n ainsi que la vitesse normale NSn correspondant au temps de passage de la dent (n-1) à la dent n. Ensuite, pour déterminer les dents concernées, c’est-à-dire l’indice n utilisé ici, on détermine tout d’abord la vitesse moyenne Avn des vitesses instantanées Is(n-1) et Isn. Ensuite, avec le temps de passage entre la dent (n-1) et la dent n, on détermine les vitesses de passages pour n=1, n=2, n=3 et n=4 (la dent n=0 correspond bien entendu à la dent n=4, les indices étant considérés ici modulo 4) c’est-à-dire les vitesses normales Ns1, Ns2, Ns3 et Ns4. Enfin par comparaison, on élimine les intervalles qui ne peuvent pas être concernés : par exemple si As1 est cinq fois supérieur à Ns1, on est sûr que n ne vaut pas 1. L’hypothèse n=1 est rejetée. Pour le prochain passage de dent, il suffira alors de comparer la vitesse moyenne (des deux vitesses instantanées) à trois valeurs de vitesses normales, une hypothèse ayant définitivement été rejetée. Petit à petit, ou parfois en une seule analyse, il ne reste plus qu’une seule valeur plausible qui est alors la bonne valeur et qui permet donc de valider la synchronisation.The idea here is to measure during two successive tooth passages (tooth (n-1) and tooth n) both the passage times of the tooth (n-1), of the tooth n as well as the normal speed NSn corresponding to the passage time from tooth (n-1) to tooth n. Then, to determine the teeth concerned, that is to say the index n used here, we first determine the average speed Avn of the instantaneous speeds Is(n-1) and Isn. Then, with the passage time between tooth (n-1) and tooth n, we determine the passage speeds for n=1, n=2, n=3 and n=4 (tooth n=0 corresponds well heard at tooth n=4, the indices being considered here modulo 4) that is to say the normal speeds Ns1, Ns2, Ns3 and Ns4. Finally, by comparison, we eliminate the intervals which cannot be affected: for example if As1 is five times greater than Ns1, we are sure that n is not worth 1. The hypothesis n=1 is rejected. For the next tooth passage, it will then suffice to compare the average speed (of the two instantaneous speeds) to three normal speed values, a hypothesis having definitively been rejected. Little by little, or sometimes in a single analysis, there remains only one plausible value which is then the correct value and which therefore allows synchronization to be validated.

Un exemple numérique est donné sur la . L’axe des abscisses de cette figure correspond au temps qui s’écoule. On a aussi repéré les dents qui défilent au cours du temps devant le capteur d’arbre à cames.A numerical example is given in . The x-axis of this figure corresponds to the time that elapses. We also spotted the teeth which move over time in front of the camshaft sensor.

La première ligne correspond aux vitesses instantanées calculées avec les temps de passage des fronts successifs à chaque fois qu’une dent passe devant le capteur. La vitesse instantanée est calculée à chaque fois qu’un front descendant passe devant le capteur. Si au départ, au début de la mise en œuvre du processus, le premier front vu par le capteur est un front descendant, on considère que la vitesse instantanée pour la dent correspondante est 0 (tr/min ou rpm).The first line corresponds to the instantaneous speeds calculated with the passage times of successive fronts each time a tooth passes in front of the sensor. The instantaneous speed is calculated each time a falling edge passes the sensor. If initially, at the start of the implementation of the process, the first edge seen by the sensor is a falling edge, we consider that the instantaneous speed for the corresponding tooth is 0 (rpm or rpm).

La ligne suivante indique la valeur AS, c’est-à-dire la valeur moyenne (moyenne arithmétique) des deux vitesses instantanées. On a ainsi par exemple 364=(0+728)/2 ou bien encore 1087=(1004+1170)/2.The next line indicates the AS value, i.e. the average value (arithmetic mean) of the two instantaneous speeds. For example, we have 364=(0+728)/2 or even 1087=(1004+1170)/2.

Ensuite, sur la ligne appelée Ns figure la vitesse moyenne correspondant en fait à la vitesse réelle de rotation du moteur cherchée. Cette vitesse est calculée en fonction des temps de passages mesurés et de l’écart angulaire entre les deux dents considérées.Then, on the line called Ns appears the average speed corresponding in fact to the actual speed of rotation of the motor sought. This speed is calculated based on the measured passage times and the angular distance between the two teeth considered.

Ensuite, les quatre dernières lignes correspondent aux hypothèses faites sur n. pour la première valeur indiquée sur la ligne n=1, on suppose que le front descendant (c’est-à-dire le front préféré) face au capteur est celui de la dent 1. On calcule alors avec le temps de passage depuis le passage du dernier front descendant comme si on passait de la dent 4 à la dent 1, c’est-à-dire avec un écart angulaire de 240°CRK. On calcule donc avec un temps de passage qui correspond à 30°CRK une vitesse de passage correspondant à 240°CRK. On a donc une vitesse environ huit fois plus élevée que la vraie vitesse de rotation. On fait de même pour n=2, n=3 et n=4. On peut ainsi au fur et à mesure remplir les quatre dernières lignes. Ici, ces lignes sont remplies à titre illustratif car on va voir dans la suite de la description que la synchronisation pourra être réalisée avant de pouvoir réaliser tous ces calculs, en moins d’un tour de cible.Then, the last four lines correspond to the assumptions made on n. for the first value indicated on line n=1, we assume that the falling edge (i.e. the preferred edge) facing the sensor is that of tooth 1. We then calculate with the passage time from the passage of the last falling edge as if passing from tooth 4 to tooth 1, that is to say with an angular difference of 240°CRK. We therefore calculate with a passage time which corresponds to 30°CRK a passage speed corresponding to 240°CRK. We therefore have a speed approximately eight times higher than the true rotation speed. We do the same for n=2, n=3 and n=4. We can gradually fill in the last four lines. Here, these lines are filled in for illustrative purposes because we will see in the rest of the description that synchronization can be carried out before being able to carry out all these calculations, in less than one turn of the target.

La illustre le cas le plus favorable où le démarrage du moteur se fait lorsque la dent 2 illustrée sur la se trouve face au capteur. Le premier temps de passage entre deux dents successives est donc le temps de passage de la dent 2 à la dent 3, c’est-à-dire le temps de passage le plus court qui correspond à une rotation du moteur de 30°CRK. Dans l’exemple illustré, on a une vitesse réelle entre le passage du front descendant de la dent 2 et le passage du front descendant de la dent 3 de 461 rpm pour un écart angulaire de 30°CRK. On a donc ici un temps de passage d’environ 7,23 ms. Lorsque le front descendant de la dent 3 se trouve face au capteur, on a donc en mémoire un temps de passage depuis la dernière dent de 7,23 ms. On fait alors successivement les hypothèses que le capteur est face à la dent 1, puis face à la dent 2, puis face à la dent 3 puis enfin face à la dent 4.There illustrates the most favorable case where the engine starts when tooth 2 illustrated on the is facing the sensor. The first passage time between two successive teeth is therefore the passage time from tooth 2 to tooth 3, that is to say the shortest passage time which corresponds to a rotation of the motor of 30°CRK. In the example illustrated, we have a real speed between the passage of the falling edge of tooth 2 and the passage of the falling edge of tooth 3 of 461 rpm for an angular difference of 30°CRK. We therefore have here a passage time of approximately 7.23 ms. When the falling edge of tooth 3 is facing the sensor, we therefore have in memory a passage time from the last tooth of 7.23 ms. We then successively make the assumptions that the sensor is facing tooth 1, then facing tooth 2, then facing tooth 3 then finally facing tooth 4.

Si le capteur est face à la dent 1, depuis le dernier front préféré, c’est-à-dire le front descendant de la dent 4, un écart angulaire de 240°CRK aurait été réalisé ce qui correspond à une vitesse de 3688 rpm. En supposant qu’il s’agit de la dent 2, on aurait le même écart angulaire et donc la même vitesse soit 3688 rpm. L’hypothèse pour la dent 3 correspond à la réalité soit 461 rpm. Enfin en supposant que le capteur se trouve face à la dent 4, l’écart angulaire serait de 210°CRK correspondant à une vitesse de 3227 rpm.If the sensor is facing tooth 1, from the last preferred edge, that is to say the falling edge of tooth 4, an angular deviation of 240°CRK would have been achieved which corresponds to a speed of 3688 rpm . Assuming that it is tooth 2, we would have the same angular deviation and therefore the same speed, i.e. 3688 rpm. The hypothesis for tooth 3 corresponds to reality, i.e. 461 rpm. Finally, assuming that the sensor is facing tooth 4, the angular deviation would be 210°CRK corresponding to a speed of 3227 rpm.

En comparant ces quatre valeurs issues des hypothèses réalisées à la valeur As (qui vaut ici 364 rpm) on remarque que les valeurs de 3688 et 3227 ne sont pas plausibles puisqu’environ 10 fois respectivement 9 fois supérieures à la valeur de As. On peut donc de suite affirmer que le capteur se trouve au niveau du front descendant de la dent 3.By comparing these four values resulting from the hypotheses made to the value As (which here is 364 rpm) we notice that the values of 3688 and 3227 are not plausible since approximately 10 times respectively 9 times greater than the value of As. We can therefore immediately affirm that the sensor is located at the level of the falling edge of tooth 3.

Cet exemple est le plus favorable. Toutefois, à partir d’un autre point de départ, on peut à chaque mesure de temps de passage éliminer une hypothèse et dès que le capteur arrive face au front descendant de la dent 3, on est sûr avec cette configuration de cible d’avoir une synchronisation fiable.This example is the most favorable. However, from another starting point, we can eliminate a hypothesis for each passage time measurement and as soon as the sensor arrives facing the falling edge of tooth 3, we are sure with this target configuration to have reliable synchronization.

La synchronisation est réalisée ici en éliminant, lorsque c’est possible, à chaque nouveau passage de dent une, ou plusieurs, hypothèse(s) non plausible(s) en fonction des temps de passage mesurés jusqu’à ce qu’il ne reste plus qu’une seule hypothèse qui est alors validée. Après la détermination du temps de passage d’une dent à la suivante, en connaissant, d'une part, la longueur angulaire d’une dent et, d'autre part, les longueurs angulaires entre deux dents successives, un calcul de vitesse normale de rotation du moteur est fait pour chacune des longueurs angulaires entre deux dents successives. Toutes les vitesses normales calculées sont alors comparées à la moyenne des deux dernières vitesses instantanées et on élimine les valeurs de vitesses normales incohérentes avec la vitesse moyenne des vitesses instantanées. Quand il ne subsiste plus qu’une seule valeur possible, alors la synchronisation est faite. On peut par exemple considérer que si une vitesse normale est plus que deux fois supérieure à la moyenne arithmétique des deux vitesses instantanées alors elle n’est pas plausible.Synchronization is achieved here by eliminating, when possible, with each new tooth passage one, or more, implausible hypothesis(es) based on the passage times measured until there remains more than a single hypothesis which is then validated. After determining the passage time from one tooth to the next, knowing, on the one hand, the angular length of a tooth and, on the other hand, the angular lengths between two successive teeth, a calculation of normal speed rotation of the motor is made for each of the angular lengths between two successive teeth. All calculated normal speeds are then compared to the average of the last two instantaneous speeds and the normal speed values inconsistent with the average speed of the instantaneous speeds are eliminated. When there is only one possible value left, then synchronization is done. We can for example consider that if a normal speed is more than twice greater than the arithmetic mean of the two instantaneous speeds then it is not plausible.

Le logigramme de la est un exemple de mise en œuvre du procédé de synchronisation présenté ici.The flowchart of the is an example of implementation of the synchronization method presented here.

Une première étape 100 correspond à la surveillance par le capteur du passage d’un front de dent de la cible arbre à cames, de la détermination de la nature du front, front montant ou front descendant, et à l’horodatage de ce passage de front de dent devant le capteur.A first step 100 corresponds to the monitoring by the sensor of the passage of a tooth front of the camshaft target, the determination of the nature of the front, rising edge or falling edge, and the timestamp of this passage of tooth front in front of the sensor.

À l’étape 200, il convient de déterminer si le dernier front de dent correspond à un front préféré. On suppose ici que le front préféré est le front descendant. Si c’est le cas (option 1) au cours d’une étape 300 il est prévu de calculer, d'une part, la vitesse instantanée de passage de la dent correspondante et, d'autre part, le temps écoulé depuis le passage du front préféré précédent. Si ce front de dent est le premier front de dent détecté, on considérera que la vitesse instantanée de passage de la dent est nulle et aucun temps écoulé entre deux dents ne peut être déterminé. Si ce front de dent est le deuxième (le précédent est donc logiquement un front montant), la vitesse instantanée peut être calculée mais pas le temps écoulé depuis le précédent passage d’un front préféré (descendant).In step 200, it is necessary to determine whether the last tooth front corresponds to a preferred front. We assume here that the preferred front is the falling front. If this is the case (option 1) during a step 300 it is planned to calculate, on the one hand, the instantaneous speed of passage of the corresponding tooth and, on the other hand, the time elapsed since the passage from the previous favorite front. If this tooth front is the first tooth front detected, we will consider that the instantaneous speed of passage of the tooth is zero and no time elapsed between two teeth can be determined. If this tooth front is the second (the previous one is therefore logically a rising front), the instantaneous speed can be calculated but not the time elapsed since the previous passage of a preferred (falling) front.

On peut prévoir aussi au cours de l’étape 300 (ou ultérieurement) de calculer une vitesse normale pour toutes les hypothèses envisageables. Le capteur vient de détecter le front préféré d’une dent n. On a déterminé le temps qui s’est écoulé depuis le passage du front préféré de la dent (n-1) précédente. On peut alors déterminer pour toutes les valeurs de n (dans l’exemple des figures 2 et 3, n varie de 1 à 4) les vitesses normales Nsn. Pour chaque dent n on connait l’écart angulaire entre le front préféré de la dent (n-1) et le front préféré de la dent n qui dépend uniquement de la géométrie de la cible. Cet écart angulaire est alors divisé par le temps que l’on vient de déterminer entre le passage du front préféré de la dent (n-1) et celui du front préféré de la dent n.We can also plan during step 300 (or later) to calculate a normal speed for all possible hypotheses. The sensor has just detected the preferred front of a tooth n. The time that has elapsed since the passage of the preferred front of the previous tooth (n-1) was determined. We can then determine for all values of n (in the example of Figures 2 and 3, n varies from 1 to 4) the normal speeds Nsn. For each tooth n we know the angular difference between the preferred front of tooth (n-1) and the preferred front of tooth n which depends only on the geometry of the target. This angular difference is then divided by the time that has just been determined between the passage of the preferred front of tooth (n-1) and that of the preferred front of tooth n.

Si à l’étape 200 il est déterminé que le front considéré n’est pas un front préféré (option 0), c’est-à-dire dans le cas présent un front montant, alors une étape 400 prévoit la mémorisation de l’horodatage du passage de ce front et le procédé revient à l’étape 100 dans l’attente du passage de front suivant.If in step 200 it is determined that the edge considered is not a preferred edge (option 0), that is to say in the present case a rising edge, then step 400 provides for the storage of the timestamp of the passage of this edge and the process returns to step 100 awaiting the passage of the next edge.

Le logigramme serait différent si le front préféré correspondait à un front montant. De manière générale, si le front passant devant le capteur est un front préféré, on se sert de ce front pour déterminer le temps de passage entre deux dents, c’est-à-dire le temps de passage entre deux fronts préférés successifs. Si le front passant devant le capteur est un front descendant, une dent vient alors de passer devant le capteur et on peut déterminer une vitesse instantanée de rotation du moteur : si un front montant a été détecté au préalable, cette vitesse instantanée est déterminée à partir du temps de passage entre le front montant et le front descendant et de la longueur angulaire d’une dent qui est constante pour la cible considérée (et vaut 20°CRK c’est-à-dire 10° géométrique sur la cible dans l’exemple numérique donné plus haut). Cette vitesse instantanée peut être nulle si aucun front montant n’a été détecté au préalable depuis le début de la synchronisation.The flowchart would be different if the preferred edge corresponded to a rising edge. Generally speaking, if the front passing in front of the sensor is a preferred front, this front is used to determine the passage time between two teeth, that is to say the passage time between two successive preferred fronts. If the front passing in front of the sensor is a falling front, a tooth has then passed in front of the sensor and an instantaneous speed of rotation of the motor can be determined: if a rising front has been detected beforehand, this instantaneous speed is determined from the passage time between the rising edge and the falling edge and the angular length of a tooth which is constant for the target considered (and is worth 20°CRK, i.e. 10° geometric on the target in the numerical example given above). This instantaneous speed can be zero if no rising edge has been previously detected since the start of synchronization.

Lorsque deux vitesses instantanées ont été déterminées et qu’un temps de passage entre deux dents (durée séparant le passage de deux fronts de dent préférés successifs), le processus passe à une étape 500. Au cours de cette étape, il convient de déterminer une grandeur représentative des deux vitesses instantanées qui ont été déterminées. Plusieurs options existent. Dans la description qui précède, une option préférée correspondant au calcul de la moyenne arithmétique de ces deux vitesses instantanées a été proposée. Il est possible aussi de choisir la vitesse instantanée la plus élevée de ces deux vitesses. Une moyenne pondérée peut aussi être envisagée ici. Généralement, la synchronisation se fait en phase d’accélération et l’accélération est le plus souvent la plus grande au début de la synchronisation. Pour tenir compte de cette accélération, on peut par exemple prévoir une pondération en fonction du nombre de fronts détectés depuis le début de la synchronisation. La valeur obtenue correspond à la valeur As de la description ci-dessus.When two instantaneous speeds have been determined and a passage time between two teeth (duration separating the passage of two successive preferred tooth fronts), the process passes to a step 500. During this step, it is appropriate to determine a quantity representative of the two instantaneous speeds which were determined. Several options exist. In the preceding description, a preferred option corresponding to the calculation of the arithmetic average of these two instantaneous speeds has been proposed. It is also possible to choose the highest instantaneous speed of these two speeds. A weighted average can also be considered here. Generally, synchronization is done in the acceleration phase and the acceleration is most often greatest at the start of synchronization. To take this acceleration into account, we can for example provide a weighting based on the number of edges detected since the start of synchronization. The value obtained corresponds to the As value in the description above.

Dans une étape 600 ultérieure, la grandeur représentative des vitesses instantanées est comparée à chacune des valeurs Nsn calculées à l’étape 300. Le calcul de ces valeurs pourrait aussi se faire au cours de l’étape 500 ou de la présente étape (ou on pourrait prévoir une étape spécifique). Cette comparaison est par exemple faite en calculant le rapport As/Nsn.In a subsequent step 600, the magnitude representative of the instantaneous speeds is compared to each of the Nsn values calculated in step 300. The calculation of these values could also be done during step 500 or the present step (or we could provide for a specific step). This comparison is for example made by calculating the As/Nsn ratio.

Une étape 700 suivante consiste à éliminer des hypothèses non plausibles quant à la dent qui vient de passer devant le capteur. Si la vitesse Nsn est manifestement bien trop grande ou bien trop petite par rapport à grandeur représentative As des valeurs instantanées calculées, alors on peut exclure l’hypothèse que la dent qui vient de passer est la dent n. On pourra par exemple prévoir que l’hypothèse que la dent qui vient de passer est la dent n est écartée si le rapport As/Nsn est en dehors de l’intervalle [1/2 ; 2] ou plus généralement [1/x ; x]. On peut ici choisir x supérieur à 1,3 ou bien encore x supérieur à 1,5 ou bien supérieur à 2 ou bien supérieur à 3. La valeur de x peut être variable. En début de synchronisation, les accélérations du moteur sont alors a priori plus importantes. Une valeur de x assez grande (par exemple x=2,5) pourra être choisie car les vitesses de rotation varient dans de larges mesures. Par contre, lorsque plusieurs fronts de dent auront déjà été détectés, on pourra choisir une valeur de x plus petite, par exemple x=1,5.A next step 700 consists of eliminating implausible hypotheses as to the tooth which has just passed in front of the sensor. If the speed Nsn is clearly too large or too small compared to the representative quantity As of the calculated instantaneous values, then we can exclude the hypothesis that the tooth which has just passed is tooth n. For example, we could predict that the hypothesis that the tooth which has just passed is tooth n is ruled out if the ratio As/Nsn is outside the interval [1/2; 2] or more generally [1/x; x]. Here we can choose x greater than 1.3 or even x greater than 1.5 or greater than 2 or greater than 3. The value of x can be variable. At the start of synchronization, the accelerations of the motor are then a priori greater. A fairly large value of x (for example x=2.5) could be chosen because the rotation speeds vary to a large extent. On the other hand, when several tooth fronts have already been detected, we can choose a smaller value of x, for example x=1.5.

On peut remarquer ici qu’il n’est pas nécessaire de calculer les valeurs Nsn (à l’étape 300 ou ultérieurement) pour les valeurs de n correspondant à des dents qui ont déjà été écartées. Cela permet de limiter le nombre de calculs et de comparaisons à réaliser.It can be noted here that it is not necessary to calculate the Nsn values (at step 300 or later) for the values of n corresponding to teeth which have already been separated. This limits the number of calculations and comparisons to be made.

Lorsque les comparaisons ont été faites et que des hypothèses considérées comme non plausibles ont (ou non) été écartées, une étape 800 ultérieure détermine le nombre d’hypothèses qui restent en lice (n’ont pas été encore écartées). S’il reste plus d’une hypothèse (option 0), alors la procédure de synchronisation continue et le capteur continue à détecter les fronts de dent passant devant lui pour poursuivre la synchronisation (étape 100). Dans le cas contraire (option 1), la synchronisation est achevée : l’hypothèse restant en lice est validée et on sait quelle est la dent qui vient de passer devant le capteur.When the comparisons have been made and hypotheses considered implausible have (or not) been discarded, a subsequent step 800 determines the number of hypotheses which remain in the running (have not yet been discarded). If more than one hypothesis remains (option 0), then the synchronization procedure continues and the sensor continues to detect tooth edges passing in front of it to continue synchronization (step 100). Otherwise (option 1), synchronization is completed: the remaining hypothesis is validated and we know which tooth has just passed in front of the sensor.

Le procédé décrit ci-dessus est mis en œuvre de préférence par une unité électronique embarquée à bord d’un véhicule, par exemple un véhicule automobile. Cette unité électronique peut être appelée unité de gestion et est connue aussi sous le sigle anglais CPU. Comme illustré schématiquement sur la , on a un véhicule V motorisé par un moteur M, ledit moteur étant géré électroniquement par au moins une unité électronique CPU. Le moteur M est un moteur à combustion interne comportant au moins un arbre à cames et de préférence au moins un arbre à cames pour une commande de soupapes d’admission et au moins un autre arbre à cames pour une commande de soupapes d’échappement. Au moins l’un des arbres à cames est associé à un système de distribution à programme variable, par exemple un système de distribution à programme variable mettant en œuvre un moteur électrique pour faire varier le programme de distribution.The method described above is preferably implemented by an electronic unit on board a vehicle, for example a motor vehicle. This electronic unit can be called a management unit and is also known by the English acronym CPU. As shown schematically in the , we have a vehicle V powered by an engine M, said engine being managed electronically by at least one electronic unit CPU. The engine M is an internal combustion engine comprising at least one camshaft and preferably at least one camshaft for controlling intake valves and at least one other camshaft for controlling exhaust valves. At least one of the camshafts is associated with a variable program distribution system, for example a variable program distribution system using an electric motor to vary the distribution program.

La présente solution technique peut trouver à s’appliquer notamment dans le contrôle moteur soit pour optimiser rapidement au démarrage le fonctionnement du moteur en adaptant le cas échéant la position angulaire des (ou d’au moins un) arbres à cames grâce à une synchronisation rapide de la position des arbres à cames considéré, soit pour fournir un mode de fonctionnement dégradé en cas d’absence de signal de position en provenance d’un capteur de position de vilebrequin.The present technical solution can be applied in particular in engine control, either to quickly optimize the operation of the engine at start-up by adapting, if necessary, the angular position of the (or at least one) camshafts thanks to rapid synchronization. of the position of the camshafts considered, or to provide a degraded operating mode in the event of absence of a position signal coming from a crankshaft position sensor.

Le procédé proposé, et les moyens correspondants pour la mise en œuvre de ce procédé, permettent une synchronisation rapide de la position angulaire d’un arbre à cames dans un moteur muni d’un système connu sous le signe VVT et plus particulièrement eVVT. Il est alors possible d’optimiser la consommation de carburant et de limiter le rejet de matières polluantes rapidement après le démarrage du moteur.The proposed method, and the corresponding means for implementing this method, allow rapid synchronization of the angular position of a camshaft in an engine equipped with a system known under the sign VVT and more particularly eVVT. It is then possible to optimize fuel consumption and limit the release of polluting materials quickly after starting the engine.

La solution proposée présente l’avantage de pouvoir être utilisée pour connaitre la position du moteur en cas de défaillance du capteur de position destiné à connaitre la position du vilebrequin. Dans ce cas, le système de distribution à programme variable (VVT) est désactivé ce qui conduit alors à un fonctionnement en mode dégradé mais qui permet de maintenir le moteur en marche dans des conditions acceptables.The proposed solution has the advantage of being able to be used to know the position of the engine in the event of failure of the position sensor intended to know the position of the crankshaft. In this case, the variable valve timing (VVT) system is deactivated, which then leads to operation in degraded mode but which allows the engine to be kept running in acceptable conditions.

Les moyens mis en œuvre ici se retrouvent classiquement dans un véhicule mu par un moteur à combustion interne.The means implemented here are classically found in a vehicle powered by an internal combustion engine.

La présente divulgation ne se limite pas aux exemples de réalisation proposés et aux variantes évoquées décrits ci-avant, seulement à titre d’exemple, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l’homme de l’art dans le cadre de la protection recherchée.The present disclosure is not limited to the proposed embodiments and the variants mentioned above, only by way of example, but it encompasses all the variants that those skilled in the art may consider in the context of protection. sought after.

Claims (10)

Procédé de synchronisation consistant à déterminer la position angulaire d’un arbre à cames lors d’une phase de démarrage d’un moteur à combustion interne comportant un arbre à cames muni d’une cible comportant N reliefs similaires répartis autour de la cible de manière à présenter au moins une singularité, chaque relief présentant deux fronts de relief, un front montant et un front descendant, un front préféré étant choisi entre le front montant et le front descendant, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes :
- a - acquisition, par un capteur associé à la cible, d’un signal correspondant au passage d’un front de relief et horodatage de ce passage de front,
- b - à chaque passage d’un front correspondant à la fin du passage d’un relief, calcul d’une vitesse de rotation instantanée (Is) en fonction de l’horodatage de l’autre front dudit relief, tous les reliefs ayant une même largeur angulaire,
- c - à chaque passage d’un premier front préféré puis d’un deuxième front préféré, calcul des valeurs possibles de vitesse de rotation normale (Nsn), correspondant à un écart angulaire possible entre deux reliefs successifs sur la cible, divisé par le temps séparant le passage du premier front préféré du passage du deuxième front préféré,
- d - calcul d’une grandeur représentative (As) d’au moins l’une des deux vitesses de rotation instantanées (Is) pour les deux reliefs successifs correspondant au premier front préféré et au deuxième front préféré de l’étape -c -,
- e - comparaison de ladite grandeur représentative (As) avec chacune des valeurs possibles de vitesse de rotation normale (Nsn) calculées à l’étape - c -,
- f - élimination de valeurs possibles de vitesse de rotation normale considérées comme non plausibles compte tenu de la comparaison de l’étape - e – et selon un critère de plausibilité prédéterminé,
- g - répétition des étapes - a – à - f - jusqu’à ce qu’il ne reste plus qu’une seule valeur possible de vitesse de rotation normale (Nsn), et identification du relief correspondant au deuxième front préféré courant réalisant ainsi une détermination de la position angulaire de l’arbre à cames.Synchronization method consisting of determining the angular position of a camshaft during a starting phase of an internal combustion engine comprising a camshaft provided with a target comprising N similar reliefs distributed around the target in such a manner to present at least one singularity, each relief presenting two relief fronts, a rising front and a falling front, a preferred front being chosen between the rising front and the falling front, characterized in that it comprises the following steps:
- a - acquisition, by a sensor associated with the target, of a signal corresponding to the passage of a relief front and timestamp of this passage of front,
- b - at each passage of a front corresponding to the end of the passage of a relief, calculation of an instantaneous rotation speed (Is) according to the timestamp of the other front of said relief, all the reliefs having the same angular width,
- c - at each passage of a first preferred front then a second preferred front, calculation of the possible values of normal rotation speed (Nsn), corresponding to a possible angular difference between two successive reliefs on the target, divided by the time separating the passage of the first preferred front from the passage of the second preferred front,
- d - calculation of a representative quantity (As) of at least one of the two instantaneous rotation speeds (Is) for the two successive reliefs corresponding to the first preferred front and the second preferred front of step -c - ,
- e - comparison of said representative quantity (As) with each of the possible values of normal rotation speed (Nsn) calculated in step - c -,
- f - elimination of possible values of normal rotation speed considered implausible taking into account the comparison of step - e – and according to a predetermined plausibility criterion,
- g - repetition of steps - a – to - f - until there remains only one possible value of normal rotation speed (Nsn), and identification of the relief corresponding to the second current preferred front thus achieving a determination of the angular position of the camshaft. Procédé de synchronisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la grandeur représentative d’au moins l’une des deux vitesses de rotation instantanées pour deux reliefs successifs est la moyenne arithmétique (Av) de ces deux vitesses de rotation instantanées (Is).Synchronization method according to claim 1, characterized in that the quantity representative of at least one of the two instantaneous rotation speeds for two successive reliefs is the arithmetic mean (Av) of these two instantaneous rotation speeds (Is). Procédé de synchronisation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu’à l’étape - f - une valeur de vitesse normale (Nsn) est éliminée si elle est supérieure au double, ou inférieure à la moitié, de la grandeur représentative (As) des deux vitesses de rotation instantanées (Is).Synchronization method according to one of claims 1 or 2, characterized in that in step - f - a normal speed value (Nsn) is eliminated if it is greater than double, or less than half, of the representative quantity (As) of the two instantaneous rotation speeds (Is). Procédé de synchronisation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le critère de plausibilité à l’étape - f - varie en fonction du nombre de fronts de relief détectés depuis le début du procédé de synchronisation.Synchronization method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the plausibility criterion in step - f - varies as a function of the number of relief fronts detected since the start of the synchronization process. Procédé de synchronisation selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que si le premier front à l’étape - a - est un front correspondant à une fin de relief, alors à l’étape - b - une vitesse de rotation instantanée (Is) nulle est déterminée pour le relief correspondant.Synchronization method according to one of claims 1 to 4, characterized in that if the first front in step - a - is a front corresponding to an end of relief, then in step - b - a rotation speed instantaneous (Is) zero is determined for the corresponding relief. Procédé de synchronisation selon l'une des revendications 1 à 5 dans lequel chaque relief de la cible est un bossage formant une dent.Synchronization method according to one of claims 1 to 5 in which each relief of the target is a boss forming a tooth. Système électronique de gestion d’un moteur à combustion interne, configuré pour mettre en œuvre un procédé selon l'une des revendications 1 à 6 et comportant :
- un capteur configuré pour détecter les passages des fronts de relief de la cible et pour horodater ces passages ; et
- un calculateur configuré pour :
- - recevoir en entrée des données d’horodatage, fournies par le capteur, et relatives aux passages de front de relief,
- - mettre en œuvre au moins une fois les étapes – b – à – f – du procédé et répéter ces étapes jusqu’à ce qu’il ne reste plus qu’une seule valeur possible de vitesse de rotation normale (Nsm), de manière à identifier le relief correspondant au deuxième front préféré courant, et
- - déterminer une position angulaire de l’arbre à cames.Electronic system for managing an internal combustion engine, configured to implement a method according to one of claims 1 to 6 and comprising:
- a sensor configured to detect the passages of the relief fronts of the target and to timestamp these passages; And
- a calculator configured for:
- - receive as input time stamping data, provided by the sensor, and relating to relief front passages,
- - implement steps – b – to – f – of the process at least once and repeat these steps until there remains only one possible value of normal rotation speed (Nsm), of so as to identify the relief corresponding to the second current preferred front, and
- - determine an angular position of the camshaft. Moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu’il comporte un système électronique de gestion selon la revendication 7.Internal combustion engine, characterized in that it comprises an electronic management system according to claim 7. Moteur selon la revendication 8, caractérisé en ce qu’il comporte en outre au moins un arbre à cames associé à un système de distribution à programme variable.Engine according to claim 8, characterized in that it further comprises at least one camshaft associated with a variable program distribution system. Moteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que le système de distribution à programme variable comporte un moteur électrique associé à un arbre à cames.Engine according to claim 9, characterized in that the variable program distribution system comprises an electric motor associated with a camshaft.