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Title:
METHOD FOR SYNCHRONISING A COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/084055
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for synchronising a motor vehicle combustion engine. The method comprises the steps detecting (E1) the reference position of a first toothed wheel during a rotation of the crankshaft from the measurements sent by a first measurement sensor, detecting (E2) a plurality of rising and falling edges of the teeth of a second toothed wheel during a concomitant rotation of the camshaft from the measurements sent by a second measurement sensor, identifying (E3) the detected edges with a first tolerance threshold on the angular position of the camshaft from recorded positions of these edges in order to synchronise the engine, the recorded positions having been predetermined by learning from theoretical positions with a second tolerance threshold on the angular position of the camshaft, the first tolerance threshold being lower than the second tolerance threshold, and synchronising (E4) the engine based on the identified edges of the teeth of the second toothed wheel.

Inventors:
JOSEPH FABIEN (FR)
ELOY STÉPHANE (FR)
Application Number:
PCT/EP2019/079034
Publication Date:
April 30, 2020
Filing Date:
October 24, 2019
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL AUTOMOTIVE FRANCE (FR)
CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH (DE)
International Classes:
F02D41/00; F01L1/00; F01L1/344
Domestic Patent References:
WO2017088971A12017-06-01
WO2002008596A12002-01-31
Foreign References:
EP2317087A12011-05-04
EP0831224A21998-03-25
DE19750024A11999-05-20
FR2855217A12004-11-26
Attorney, Agent or Firm:
MAJEWSKI, Marc (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Procédé de synchronisation d’un moteur (10) à combustion d’un véhicule (1 ) automobile, ledit moteur (10) comportant un vilebrequin (13), un premier capteur de mesure

(16) configuré pour mesurer la position angulaire dudit vilebrequin (13) à partir d’une première roue dentée (130) montée sur ledit vilebrequin (13), au moins un arbre à cames (15), et un deuxième capteur de mesure (17) configuré pour mesurer la position angulaire dudit arbre à cames (15) à partir d’une deuxième roue dentée (150) montée sur ledit arbre à cames (15), chacune desdites première roues dentée (130) et deuxième roue dentée (150) comprenant une pluralité de dents (131 , 151 , 152, 153), la première roue dentée (130) comportant au moins un espace libre (132) dépourvu de dent (131 ) constituant une position de référence, la position de chaque dent (131 ) de la première roues dentée (130) relativement au premier capteur de mesure (16) définissant une position angulaire différente du vilebrequin (13), la position de chaque dent (151 , 152, 153) de la deuxième roues dentée (150) relativement au deuxième capteur de mesure (17) définissant une position angulaire différente de l’arbre à cames (15), le procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend les étapes de :

- détection (E1 ) de la position de référence (132) de la première roue dentée (130) lors d’une rotation du vilebrequin (13) à partir des mesures envoyées par le premier capteur de mesure (16),

- détection (E2) d’une pluralité de fronts montants et descendants des dents (151 , 152, 153) de la deuxième roue dentée (150) lors d’une rotation concomitante de l’arbre à cames (15) à partir des mesures envoyées par le deuxième capteur de mesure

(17),

- identification (E3) des fronts détectés avec un premier seuil de tolérance sur la position angulaire de l’arbre à cames (15) à partir de positions enregistrées desdits fronts afin de synchroniser le moteur (10), lesdites positions enregistrées ayant été prédéterminées par apprentissage (E0) à partir de positions théoriques avec un deuxième seuil de tolérance sur la position angulaire de l’arbre à cames (15), ledit premier seuil de tolérance étant inférieur audit deuxième seuil de tolérance,

- synchronisation (E4) du moteur (10) à partir des fronts identifiés des dents (151 , 152, 153) de la deuxième roue dentée (150).

2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel le premier seuil de tolérance est strictement inférieur à la moitié de l’écart d’angle minimum existant entre deux fronts de dents (151 , 152, 153) de la deuxième roue dentée (150).

3. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier seuil de tolérance est de préférence inférieur ou de l’ordre de plus ou moins 10° CAM (20°CRK).

4. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, ledit procédé étant mis en oeuvre avant un démarrage du moteur (10).

5. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les positions des fronts de la deuxième roue dentée (150) déterminées lors de l’apprentissage (E0) sont enregistrées dans une zone mémoire du véhicule (1 ).

6. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’apprentissage (E0) comprend une série de synchronisation du moteur (10) à partir du deuxième seuil de tolérance, la moyenne des positions déterminées pour chaque front de la deuxième roue dentée (150) lors de cette série de synchronisations étant calculée et enregistrée pour être ensuite utilisée lors des synchronisations ultérieures avec le premier seuil de tolérance.

7. Calculateur (20) pour véhicule (1 ), ledit véhicule (1 ) comprenant un moteur (10) à combustion comportant un vilebrequin (13), un premier capteur de mesure (16) configuré pour mesurer la position angulaire dudit vilebrequin (13) à partir d’une première roue dentée (130) montée sur ledit vilebrequin (13), au moins un arbre à cames (15), et un deuxième capteur de mesure (17) configuré pour mesurer la position angulaire dudit arbre à cames (15) à partir d’une deuxième roue dentée (150) montée sur ledit arbre à cames (15), chacune desdites première roues dentée (130) et deuxième roue dentée (150) comprenant une pluralité de dents (131 , 151 , 152, 153), la première roue dentée (130) comportant au moins un espace libre (132) dépourvu de dent (131 ) constituant une position de référence, la position de chaque dent (131 ) de la première roues dentée (130) relativement au premier capteur de mesure (16) définissant une position angulaire différente du vilebrequin (13), la position de chaque dent (151 , 152, 153) de la deuxième roues dentée (150) relativement au deuxième capteur de mesure (17) définissant une position angulaire différente de l’arbre à cames (15), le calculateur (20) étant caractérisé en ce qu’il est configuré pour:

- détecter la position de référence (132) de la première roue dentée (130) lors d’une rotation du vilebrequin (13) à partir des mesures envoyées par le premier capteur de mesure (16), - détecter une pluralité de fronts montants et descendants des dents (151 , 152, 153) de la deuxième roue dentée (150) lors d’une rotation concomitante de l’arbre à cames (15) à partir des mesures envoyées par le deuxième capteur de mesure (17),

- identifier des fronts détectés avec un premier seuil de tolérance sur la position angulaire de l’arbre à cames (15) à partir de positions enregistrées desdits fronts afin de synchroniser le moteur (10), lesdites positions enregistrées ayant été prédéterminées par apprentissage à partir de positions théoriques avec un deuxième seuil de tolérance sur la position angulaire de l’arbre à cames (15), ledit premier seuil de tolérance étant inférieur audit deuxième seuil de tolérance.

8. Calculateur (20) selon la revendication précédente, ledit calculateur (20) comprenant une zone mémoire adaptées pour enregistrer les positions des fronts de la deuxième roue dentée (150) déterminées lors de l’apprentissage de sorte à pouvoir être réutilisées par la suite pour les synchronisations suivantes.

9. Calculateur (20) selon la revendication précédente, ledit calculateur (20) étant configuré pour, lors d’une phase d’apprentissage :

réaliser une série de synchronisation du moteur (10) à partir du deuxième seuil de tolérance,

calculer la moyenne des positions déterminées pour chaque front de la deuxième roue dentée (150) lors de cette série de synchronisations, et

enregistrer les moyennes calculées dans la zone mémoire.

10. Véhicule (1 ) automobile comprenant :

un moteur (10) à combustion comportant un vilebrequin (13), un premier capteur de mesure (16) configuré pour mesurer la position angulaire dudit vilebrequin (13) à partir d’une première roue dentée (130) montée sur ledit vilebrequin (13), au moins un arbre à cames (15), et un deuxième capteur de mesure (17) configuré pour mesurer la position angulaire dudit arbre à cames (15) à partir d’une deuxième roue dentée (150) montée sur ledit arbre à cames (15), chacune desdites première roues dentée (130) et deuxième roue dentée (150) comprenant une pluralité de dents (130, 151 , 152, 153), la première roue dentée (130) comportant au moins un espace libre (132) dépourvu de dent (131 ) constituant une position de référence, la position de chaque dent (131 ) de la première roues dentée (130) relativement au premier capteur de mesure (16) définissant une position angulaire différente du vilebrequin (13), la position de chaque dent (151 , 152, 153) de la deuxième roues dentée (150) relativement au deuxième capteur de mesure (17) définissant une position angulaire différente de l’arbre à cames (15), et

un calculateur (20) selon l’une des revendications 7 à 9.

Description:
Procédé de synchronisation d’un moteur à combustion

L’invention concerne le domaine de l’injection de carburant et plus particulièrement un procédé de synchronisation d’un moteur à combustion d’un véhicule automobile. L’invention vise en particulier à permettre une identification rapide et fiable des fronts montants et descendants d’une cible d’arbre à cames lors d’un démarrage du moteur.

De manière connue, un véhicule automobile à moteur thermique comprend un calculateur de contrôle moteur qui met en oeuvre un algorithme de synchronisation de la position angulaire du vilebrequin avec celle de l’arbre à cames afin de commander l’injection de carburant au bon moment dans les cylindres et garantir ainsi le bon fonctionnement du moteur. A cette fin, le vilebrequin et l’arbre à cames comportent chacun une cible se présentant sous la forme d’une roue dentée. Dans une solution courante, la cible du vilebrequin comporte plusieurs dizaines de dents régulièrement espacées, une ou plusieurs dents étant manquantes à un endroit de la roue dentée de sorte à former un espace appelé position de référence. La cible de l’arbre à cames comporte quelques dents espacées irrégulièrement, par exemple trois ou quatre, qui définissent autant de fronts montants et de fronts descendants. De manière connue, le vilebrequin réalise deux tours complets pendant que l’arbre à cames réalise un tour complet.

La synchronisation de l’arbre à cames avec le vilebrequin consiste à identifier précisément les fronts montants et descendants de la cible de l’arbre à cames afin de savoir dans lequel du premier ou du deuxième tour se trouve le vilebrequin, permettant ainsi d’injecter le carburant dans le bon cycle du moteur. A cette fin, un capteur de vilebrequin est monté en regard de la cible du vilebrequin et détecte le passage des dents de ladite cible et notamment de la position de référence afin de déterminer la position angulaire, en degrés notés « °CRK », du vilebrequin à partir de la position de référence. De même, un capteur d’arbres à cames est monté en regard de la cible de l’arbre à cames et détecte le passage des dents de ladite cible afin de déterminer la position angulaire, en degrés notés « °CAM », des fronts montants et descendants de l’arbre à cames par rapport à la position de référence de la cible du vilebrequin.

Avant le démarrage du moteur, la position réelle des fronts de la cible de l’arbre à cames par rapport à la position de référence du vilebrequin étant approximatives, une tolérance de plus ou moins 20° CRK est utilisée par l’algorithme de synchronisation afin de prendre en compte les tolérances mécaniques de la cible et les tolérances mécaniques de montage des cibles par rapport au capteur, faute de quoi l’algorithme pourrait écarter de la détection un front de la cible arbre à cames qui ne serait pas à sa position théorique et ainsi lever un mauvais diagnostique. L’utilisation d’une telle tolérance rend le processus de synchronisation relativement long, ce qui retarde le démarrage du moteur et présente un inconvénient important. De plus, lorsque les fronts montants et descendants des dents de la cible d’arbre à cames sont rapprochés, par exemple de l’ordre de 16° CAM (soit 32°CRK < 2x20°CRK), l’algorithme de synchronisation peut confondre les fronts, empêchant alors de les identifier correctement. Il existe donc le besoin d’une solution permettant d’optimiser la synchronisation d’un moteur à combustion.

A cette fin, l’invention a pour objet un procédé de synchronisation d’un moteur à combustion d’un véhicule automobile, ledit moteur comportant un vilebrequin, un premier capteur de mesure configuré pour mesurer la position angulaire dudit vilebrequin à partir d’une première roue dentée montée sur ledit vilebrequin, au moins un arbre à cames, et un deuxième capteur de mesure configuré pour mesurer la position angulaire dudit arbre à cames à partir d’une deuxième roue dentée montée sur ledit arbre à cames, chacune desdites première roues dentée et deuxième roue dentée comprenant une pluralité de dents, la première roue dentée comportant au moins un espace libre dépourvu de dent constituant une position de référence, la position de chaque dent de la première roues dentée relativement au premier capteur de mesure définissant une position angulaire différente du vilebrequin, la position de chaque dent de la deuxième roues dentée relativement au deuxième capteur de mesure définissant une position angulaire différente de l’arbre à cames, le procédé étant remarquable en ce qu’il comprend les étapes de :

- détection de la position de référence de la première roue dentée lors d’une rotation du vilebrequin à partir des mesures envoyées par le premier capteur de mesure,

- détection d’une pluralité de fronts montants et descendants des dents de la deuxième roue dentée lors d’une rotation concomitante de l’arbre à cames à partir des mesures envoyées par le deuxième capteur de mesure,

- identification des fronts détectés avec un premier seuil de tolérance sur la position angulaire de l’arbre à cames à partir de positions enregistrées desdits fronts afin de synchroniser le moteur, lesdites positions enregistrées ayant été prédéterminées par apprentissage à partir de positions théoriques avec un deuxième seuil de tolérance sur la position angulaire de l’arbre à cames, ledit premier seuil de tolérance étant inférieur audit deuxième seuil de tolérance,

- synchronisation du moteur à partir des fronts identifiés des dents de la deuxième roue dentée.

Les fronts montants et descendants de la deuxième roue dentée montée sur un arbre à cames sont définis par des positions théoriques exactes notamment en regard de la position du vilebrequin. Cependant, la fabrication de ces roues, et leur montage, notamment entraînent des variations ou tolérances de position d’une roue d’arbre à cames par rapport notamment à la roue du vilebrequin. De ce fait, selon l’art antérieur connu, un (deuxième) seuil de tolérance sur la position angulaire de l’arbre à cames est défini afin de prendre en compte ces variations possibles de position. Selon l’invention, il est proposé d’utiliser un apprentissage de la position réelle des fronts d’une roue d’arbre à came au cours de synchronisations successives sur la base du deuxième seuil de tolérance, par exemple en moyennant ces positions comme expliqué plus loin, afin de définir un autre (premier) seuil de tolérance sur la position angulaire de l’arbre à cames, plus réduit que le (deuxième) seuil de tolérance, afin d’éviter des détections erronées de fronts et/ou absence de détection de fronts, et de réduire le temps de synchronisation. L’utilisation du deuxième seuil de tolérance permet de synchroniser aisément le moteur avec un seuil de tolérance large, par exemple en sortie d’usine ou suite à une maintenance, tandis que l’utilisation du premier seuil permet, une fois la synchronisation standard réalisée avec le deuxième seuil de tolérance et les positions enregistrées des fronts détectés résultant de cette synchronisation, de réduire la durée de synchronisation, le premier seuil étant inférieur au deuxième seuil. L’utilisation du premier seuil de tolérance limite ainsi le risque que deux dents successives de la deuxième roue dentée soient confondues. Le procédé selon l’invention permet avantageusement d’optimiser la synchronisation du moteur quelle que soit la configuration des dents de la deuxième roue dentée.

De préférence, le premier seuil de tolérance est strictement inférieur à la moitié de l’écart d’angle minimum existant entre deux fronts de dents de la deuxième roue dentée afin d’identifier chaque front de dents de la deuxième roue dentée avec certitude. Par exemple, le premier seuil de tolérance peut être inférieur ou de l’ordre de plus ou moins 10° CAM (20°CRK), par exemple de l’ordre de plus ou moins 6°CAM (12°CRK).

L’apprentissage des positions enregistrées à partir de positions théoriques des fronts de la deuxième roue dentée avec le deuxième seuil de tolérance sur la position angulaire de l’arbre à cames est par exemple réalisé en usine lorsque le véhicule sort de la chaîne de fabrication ou bien suite à un remplacement de la distribution, par exemple au cours des premiers démarrages du moteur. Suite à cet apprentissage, le premier seuil de tolérance est utilisé afin de réduire la durée de synchronisation.

De préférence, le procédé étant mis en oeuvre avant un démarrage du moteur. On entend par démarrage du moteur le début des combustions dans les cylindres du moteur. Ainsi, la durée avant le démarrage du moteur est limitée grâce à l’utilisation des positions réelles.

Selon un aspect de l’invention, les positions des fronts de la deuxième roue dentée déterminées lors de l’apprentissage sont enregistrées dans une zone mémoire du véhicule de sorte à pouvoir être réutilisées par la suite pour les synchronisations suivantes. De manière avantageuse, l’apprentissage comprend une série de synchronisation du moteur à partir du deuxième seuil de tolérance, la moyenne des positions déterminées pour chaque front de la deuxième roue dentée lors de cette série de synchronisations étant calculée et enregistrée pour être ensuite utilisée lors des synchronisations ultérieures avec le premier seuil de tolérance. Ceci permet d’affiner les positions enregistrées de la phase d’apprentissage et de réduire ainsi davantage la durée de synchronisation du moteur en utilisation standard du véhicule (i.e. hors phase d’apprentissage).

L’invention concerne également un calculateur pour véhicule, ledit véhicule comprenant un moteur à combustion comportant un vilebrequin, un premier capteur de mesure configuré pour mesurer la position angulaire dudit vilebrequin à partir d’une première roue dentée montée sur ledit vilebrequin, au moins un arbre à cames, et un deuxième capteur de mesure configuré pour mesurer la position angulaire dudit un arbre à cames à partir d’une deuxième roue dentée montée sur ledit arbre à cames, chacune desdites première roues dentée et deuxième roue dentée comprenant une pluralité de dents, la première roue dentée comportant au moins un espace libre dépourvu de dent constituant une position de référence, la position de chaque dent de la première roues dentée relativement au premier capteur de mesure définissant une position angulaire différente du vilebrequin, la position de chaque dent de la deuxième roues dentée relativement au deuxième capteur de mesure définissant une position angulaire différente de l’arbre à cames, le calculateur étant remarquable en ce qu’il est configuré pour:

- détecter la position de référence de la première roue dentée lors d’une rotation du vilebrequin à partir des mesures envoyées par le premier capteur de mesure,

- détecter une pluralité de fronts montants et descendants des dents de la deuxième roue dentée lors d’une rotation concomitante de l’arbre à cames à partir des mesures envoyées par le deuxième capteur de mesure,

- identifier des fronts détectés avec un premier seuil de tolérance sur la position angulaire de l’arbre à cames à partir de positions enregistrées desdits fronts afin de synchroniser le moteur, lesdites positions enregistrées ayant été prédéterminées par apprentissage à partir de positions théoriques avec un deuxième seuil de tolérance sur la position angulaire de l’arbre à cames, ledit premier seuil de tolérance étant inférieur audit deuxième seuil de tolérance.

De préférence, le premier seuil de tolérance est strictement inférieur à la moitié de l’écart d’angle minimum existant entre deux fronts de dents de la deuxième roue dentée afin d’identifier chaque front de dents de la deuxième roue dentée avec certitude. Par exemple, le premier seuil de tolérance peut être inférieur ou de l’ordre de plus ou moins 10° CAM (20°CRK), par exemple de l’ordre de plus ou moins 6°CAM (12°CRK). L’apprentissage des positions enregistrées à partir de positions théoriques des fronts de la deuxième roue dentée avec le deuxième seuil de tolérance sur la position angulaire de l’arbre à cames est par exemple réalisé en usine lorsque le véhicule sort de la chaîne de fabrication ou bien suite à un remplacement de la distribution, par exemple au cours des premiers démarrages du moteur. Suite à cet apprentissage, le premier seuil de tolérance est utilisé afin de réduire la durée de synchronisation.

De préférence, le calculateur est configuré pour commander la synchronisation du moteur avant un démarrage dudit moteur.

Selon un aspect de l’invention, le calculateur comprend une zone mémoire adaptées pour enregistrer les positions des fronts de la deuxième roue dentée déterminées lors de l’apprentissage de sorte à pouvoir être réutilisées par la suite pour les synchronisations suivantes.

De manière avantageuse, le calculateur est configuré pour, lors d’une phase d’apprentissage, réaliser une série de synchronisation du moteur à partir du deuxième seuil de tolérance et pour calculer la moyenne des positions déterminées pour chaque front de la deuxième roue dentée lors de cette série de synchronisations et pour enregistrer les moyennes calculées dans la zone mémoire.

L’invention concerne également un véhicule automobile comprenant :

un moteur à combustion, ledit moteur comportant un vilebrequin, un premier capteur de mesure configuré pour mesurer la position angulaire dudit vilebrequin à partir d’une première roue dentée montée sur ledit vilebrequin, au moins un arbre à cames, et un deuxième capteur de mesure configuré pour mesurer la position angulaire dudit arbre à cames à partir d’une deuxième roue dentée montée sur ledit arbre à cames, chacune desdites première roues dentée et deuxième roue dentée comprenant une pluralité de dents, la première roue dentée comportant au moins un espace libre dépourvu de dent constituant une position de référence, la position de chaque dent de la première roues dentée relativement au premier capteur de mesure définissant une position angulaire différente du vilebrequin, la position de chaque dent de la deuxième roues dentée relativement au deuxième capteur de mesure définissant une position angulaire différente de l’arbre à cames

un calculateur tel que décrit précédemment.

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront lors de la description qui suit faite en regard des figures annexées données à titre d’exemples non limitatifs et dans lesquelles des références identiques sont données à des objets semblables.

La figure 1 illustre schématiquement une forme de réalisation d’un véhicule selon l’invention. La figure 2 illustre schématiquement une première roue dentée de vilebrequin.

La figure 3 illustre schématiquement une deuxième roue dentée d’arbre à cames.

La figure 4 illustre schématiquement un exemple de signaux émis par un premier capteur de mesures monté en regard de la première roue dentée de la figure 2 et par un deuxième capteur de mesures monté en regard de la deuxième roue dentée de la figure 3.

La figure 5 illustre schématiquement un mode de réalisation du procédé selon l’invention.

La figure 6 illustre un exemple de position des fronts des dents d’une deuxième roue dentée.

L’invention sera présentée ci-après en vue d’une mise en oeuvre dans un véhicule automobile. Cependant, toute mise en oeuvre dans un contexte différent, en particulier pour tout véhicule comprenant un moteur à combustion, dont il est nécessaire de synchroniser un vilebrequin et un arbre à cames, est également visée par la présente invention.

Comme illustré sur la figure 1 , le véhicule 1 selon l’invention comprend un moteur 10 à combustion et un calculateur 20.

Le moteur 10 à combustion comprend, de manière connue, une pluralité de cylindres 1 1 délimitant chacun une chambre de combustion 1 1A dans laquelle coulisse un piston 12 dont le mouvement est entraîné par compression et détente des gaz issus de la compression d’un mélange d’air et de carburant introduit dans les chambres de combustion 1 1 A. L’air et les gaz sont respectivement introduits et expulsés via des soupapes d’admission 14A et des soupapes d’échappement 14B, reliés dans cet exemple, à un unique arbre à cames 15. Cependant, le moteur 10 du véhicule pourrait tout aussi bien comprendre deux arbres à cames 15, l’un dédié aux soupapes d’admission 14A et le second aux soupapes d’échappement 14B. De même, dans cet exemple, chaque cylindre 1 1 est relié à une soupape d’admission 14A et une soupape d’échappement 14B, cependant chaque cylindre 1 1 pourrait également être relié à plusieurs soupapes d’admission 14A et plusieurs soupapes d’échappement 14B. L’arbre à cames 15, mis en rotation, permet alternativement l’ouverture et la fermeture des soupapes d’admission 14A et des soupapes d’échappement 14B de chaque chambre de combustion 1 1A.

Dans cet exemple préféré, le moteur 10 est notamment de type moteur à quatre temps. Aussi, lors du fonctionnement du moteur 10, quatre phases de fonctionnement sont nécessaires pour chaque cylindre 1 1 : une phase d’admission d’air et de carburant dans la chambre de combustion 1 1 A du cylindre 1 1 , une phase de compression du mélange obtenu au terme de laquelle va s’effectuer sa combustion, une phase de détente des gaz issus de la combustion du mélange générant la poussée du piston 12 et une phase d’échappement des gaz hors de la chambre de combustion 1 1A. Ces quatre phases forment un cycle du moteur qui se répète. Lors de la phase d’admission et de la phase de détente, le piston 12 descend en position basse. Lors de la phase de compression et de la phase d’échappement, le piston 12 monte en position haute.

L’ensemble des pistons 12 est relié à un vilebrequin 13, dont la mise en rotation réalisée par la poussée de chaque piston 12, permet le stockage d’énergie cinétique par un volant d’inertie (non représenté), entraînant la rotation des roues du véhicule. Dans la suite de la description la position angulaire du vilebrequin 13 est exprimée en degrés, notés « °CRK », et la position angulaire de l’arbre à cames 15 est exprimées en degrés notés « °CAM ». Pour rappel un cycle moteur correspond à deux rotations de 360°CRK du vilebrequin, il ne correspond qu’à une rotation de 360°CAM de l’arbre à cames 15, ainsi 2°CRK est égal à 1 °CAM.

Le vilebrequin 13 comprend une cible se présentant sous la forme d’une première roue dentée 130, dont un exemple est illustré sur la figure 2, comportant un nombre prédéterminé de dents 131 espacées régulièrement, ainsi qu’un espace libre 132 de dents correspondant à une position de référence du vilebrequin 13. Une telle première roue dentée 130 étant connue en soi, elle ne sera pas davantage détaillée ici. On notera de plus que la première roue dentée 130 pourrait comprendre plus d’un espace libre 132 dans une autre forme de réalisation.

De nouveau en référence à la figure 1 , un premier capteur de mesure 16 est monté en regard de la première roue dentée 130 de manière à permettre la détection, par le calculateur 20, de la position de référence 132 et le décompte du nombre de dents 131 défilant devant ledit premier capteur de mesure 16 depuis la position de référence 132 lorsque le vilebrequin 13 est entraîné en rotation. Plus précisément, le premier capteur de mesure 16 est configuré pour délivrer un premier signal S1 , dont un exemple est illustré sur la figure 4, comprenant des fronts ascendants et descendants représentatifs des fronts montants ou descendants des dents 131 et de la position de référence 132 et qui permet au calculateur 20 de déterminer la position angulaire de 0°CRK à 360°CRK du vilebrequin 13 par rapport audit premier capteur de mesure 16. En variante, le premier capteur de mesure 16 pourrait être configuré pour détecter lui-même la position de référence 132, compter les dents 131 et envoyer ces informations au calculateur 20 sans que cela ne limite la portée de la présente invention.

L’arbre à cames 15 comprend également une cible se présentant sous la forme d’une deuxième roue dentée 150, dont un exemple est illustré sur la figure 3, comportant un nombre prédéterminé de dents 151 , 152, 153 espacées irrégulièrement. Une telle deuxième roue dentée 150 étant connue en soi, elle ne sera pas davantage détaillée ici. En référence à la figure 1 , un deuxième capteur de mesure 17 est monté en regard de la deuxième roue dentée 150 de manière à permettre la détermination de la position angulaire dudit arbre à cames 15. Plus précisément, le deuxième capteur de mesure 17 est configuré pour délivrer un deuxième signal S2, dont un exemple est illustré sur la figure 4, comprenant des fronts ascendants et descendants représentatifs des dents 151 , 152, 153 et qui permet au calculateur 20 de déterminer la position angulaire de 0°CAM à 360°CAM de l’arbre à cames 15 par rapport audit deuxième capteur de mesure 17. En variante, le deuxième capteur de mesure 17 pourrait être configuré pour détecter lui-même la position des dents 151 , 152, 153 et envoyer ces informations au calculateur 20 sans que cela ne limite la portée de la présente invention.

Le premier capteur de mesure 16 et le deuxième capteur de mesure 17 peuvent notamment se présenter sous la forme de capteur à effet Hall détectant les fronts ascendants et descendants. De manière alternative, le premier capteur de mesure 16 et le deuxième capteur de mesure 17 peuvent être configurés pour ne détecter que les fronts ascendants ou que les fronts descendants afin de limiter les coûts.

Lors d’un cycle du moteur, le vilebrequin 13 tourne de deux tours et l’arbre à cames 15 ne tourne que d’un seul tour. Autrement dit, le vilebrequin 13 tourne deux fois plus que l’arbre à cames 15. L’espace libre 132 est ainsi détecté deux fois sur le premier signal S1 durant un cycle. Aussi, lorsqu’un espace creux 132 est détecté, l’arbre à cames 15 peut être dans deux positions différentes. Or, le moment d’injection du carburant dépend de la position de l’arbre à cames 15. Aussi, afin de permettre le fonctionnement du moteur 10, la position de l’arbre à cames 15 par rapport au vilebrequin 13 doit être connue précisément afin d’optimiser la commande d’injection de carburant dans le moteur 10. On dit alors que le moteur 10 doit être synchronisé.

A cette fin, le calculateur 20 est configuré pour détecter la position de référence de la première roue dentée 130 lors d’une rotation du vilebrequin 13 à partir des mesures envoyées par le premier capteur de mesure 16.

Le calculateur 20 est configuré pour détecter une pluralité de fronts montants et descendants des dents 151 , 152, 153 de la deuxième roue dentée 150 lors d’une rotation concomitante de l’arbre à cames 15 à partir des mesures envoyées par le deuxième capteur de mesure 17.

Le calculateur 20 est configuré pour identifier des fronts détectés avec un premier seuil de tolérance sur la position angulaire de l’arbre à cames 15 à partir de positions enregistrées desdits fronts afin de synchroniser le moteur 10, lesdites positions enregistrées ayant été prédéterminées par apprentissage à partir de positions théoriques avec un deuxième seuil de tolérance sur la position angulaire de l’arbre à cames 15, ledit premier seuil de tolérance étant inférieur audit deuxième seuil de tolérance comme cela sera décrit ci-après.

En référence à la figure 5, il va maintenant être décrit un exemple de mise en oeuvre du procédé de synchronisation du vilebrequin 13 et de l’arbre à cames 15 selon l’invention.

En sortie d’usine du véhicule 1 ou suite à une maintenance, par exemple suite au changement de la distribution, une position théorique est déterminée pour chaque dent

151 , 152, 153 de la deuxième roue dentée 150 lors d’une étape d’apprentissage préliminaire E0. Plus précisément, le vilebrequin 13 et l’arbre à cames 15 sont tout d’abord entraînés en rotation afin que le premier capteur de mesure 16 et le deuxième capteur de mesure 17 détectent les dents 131 , 151 , 152, 153 et l’espace libre 132. Le premier capteur de mesure 16 détecte les différentes dents 131 et l’espace libre 132 de la première roue dentée 130 et génère un premier signal S1 . Le deuxième capteur de mesure 17 détecte les dents 151 , 152, 153 de la deuxième roue dentée 150 et génère un deuxième signal S2.

Le calculateur 20 reçoit le premier signal S1 et le deuxième signal S1 afin d’identifier les fronts montants des descendants des dents 151 , 152, 153 de la deuxième roue dentée 150 par rapport à la position de référence (espace libre 132) du vilebrequin 13 et de synchroniser ainsi le moteur 10. De préférence, l’identification des dents 131 , 151 ,

152, 153 et de l’espace libre 132 est réalisée en une rotation de l’arbre à cames 15, soit deux rotations du vilebrequin 13 maximum.

Lors de cette étape préliminaire E0 d’apprentissage, le calculateur 20 applique une tolérance égale à un deuxième seuil de tolérance, par exemple de l’ordre de plus ou moins 20°CRK, qui correspond aux tolérances de fabrication et d’assemblage du moteur 10. Un tel deuxième seuil de tolérance nécessite une durée de synchronisation relativement importante afin de s’assurer de la bonne identification des fronts. Une fois déterminées, les positions théoriques des fronts de la deuxième roue dentée 150 sont enregistrées dans une zone mémoire du véhicule 1 , par exemple une zone mémoire du calculateur 20.

Afin d’affiner la détermination de la position théorique de chaque front des dents 151 , 152, 153 de la deuxième roue dentée 150, l’apprentissage peut comprendre une série de synchronisation du moteur 10 à partir du deuxième seuil de tolérance, la moyenne des positions déterminées pour chaque front de la deuxième roue dentée 150 lors de cette série de synchronisations étant calculée et enregistrée pour être ensuite utilisée lors des synchronisations ultérieures avec le premier seuil de tolérance.

Une fois l’étape préliminaire E0 d’apprentissage réalisée, le procédé de synchronisation selon l’invention est mis en oeuvre lors du fonctionnement du véhicule 1 , de préférence avant chaque démarrage du moteur 10. Pour ce faire, le calculateur 20 détecte, dans une étape E1 , la position de référence de la première roue dentée 130 lors d’une rotation du vilebrequin 13 à partir des mesures envoyées par le premier capteur de mesure 16. Parallèlement, le calculateur 20 détecte, dans une étape E2, une pluralité de fronts montants et descendants des dents 151 , 152, 153 de la deuxième roue dentée 150 lors d’une rotation concomitante de l’arbre à cames 15 à partir des mesures envoyées par le deuxième capteur de mesure 17.

Le calculateur 20 identifie ensuite, dans une étape E3, les fronts détectés avec un premier seuil de tolérance sur la position angulaire de l’arbre à cames 15 à partir de positions, enregistrées lors de l’étape préliminaire E0 d’apprentissage, desdits fronts afin de synchroniser le moteur 10.

Enfin, le calculateur 20 synchronise le moteur 10, dans une étape E4, à partir des fronts identifiés des dents 151 , 152, 153 de la deuxième roue dentée 150.

Le premier seuil de tolérance est inférieur au deuxième seuil de tolérance afin de permettre une synchronisation rapide du moteur 10. Le premier seuil de tolérance peut être choisi en fonction des effets de régime du moteur 10 et/ou de sa température. Par exemple, le premier seuil de tolérance est de préférence inférieur ou de l’ordre de plus ou moins 10° CAM, par exemple de l’ordre de plus ou moins 6°CAM (12°CRK).

De préférence, le premier seuil de tolérance est strictement inférieur à la moitié de l’écart d’angle minimum existant entre deux fronts de dents 151 , 152, 153 de la deuxième roue dentée 150 afin d’être certain de ne pas confondre les fronts et notamment les deux fronts les moins espacés de la deuxième roue dentée 150. On a représenté à la figure 6 un exemple schématique de position des fronts des dents 151 , 152, 153 d’une deuxième roue dentée 150. Dans cet exemple, l’écart minimum entre deux fronts est observé pour les fronts 2 et 3 et est égale à 154 - 126 = 28°CRK. Aussi, en choisissant un premier seuil de tolérance strictement inférieur à la moitié de 28°CRK, soit 14°CRK (égal à 7°CAM), par un exemple un premier seuil de tolérance de plus ou moins 12°CRK (6° CAM), l’identification du front 2 et du front 3 sera certaine du fait que la détection du front 2 et du front 3 ne tombera pas dans un même intervalle de 25°CRK de large et plus.

Le procédé l’invention permet, lors de la vie du véhicule 1 , du fait de l’utilisation de positions théoriques enregistrées, d’appliquer une tolérance réduite pour synchroniser rapidement le moteur 10. Il a été présenté la synchronisation du moteur 10 avant son démarrage. Cependant, il va de soi qu’une telle synchronisation peut être réalisée à tout moment, notamment lorsque le moteur fonctionne à un régime élevé et que la synchronisation a été perdue.