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WO2017088968A1 - Procede de calibration automatique d'un capteur d'arbre a cames pour moteur de vehicule automobile - Google Patents

Procede de calibration automatique d'un capteur d'arbre a cames pour moteur de vehicule automobile Download PDF

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WO2017088968A1
WO2017088968A1 PCT/EP2016/001931 EP2016001931W WO2017088968A1 WO 2017088968 A1 WO2017088968 A1 WO 2017088968A1 EP 2016001931 W EP2016001931 W EP 2016001931W WO 2017088968 A1 WO2017088968 A1 WO 2017088968A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
magnetic field
values
threshold
switching threshold
value
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2016/001931
Other languages
English (en)
Inventor
David MIRASSOU
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive GmbH
Continental Automotive France SAS
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
Continental Automotive France SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive GmbH, Continental Automotive France SAS filed Critical Continental Automotive GmbH
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Priority to US15/778,844 priority patent/US10816365B2/en
Priority to KR1020187017882A priority patent/KR102771424B1/ko
Publication of WO2017088968A1 publication Critical patent/WO2017088968A1/fr
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Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
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    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/04—Testing internal-combustion engines
    • G01M15/06—Testing internal-combustion engines by monitoring positions of pistons or cranks

Definitions

  • the present invention relates to a method for automatically calibrating a camshaft sensor for a motor vehicle. More particularly, it is to automatically determine the "false round" of a toothed wheel (also called target) mounted at the end of a camshaft of an engine of a motor vehicle.
  • a toothed wheel also called target
  • the camshaft sensors are used in a motor vehicle to determine the position of the various cylinders in the combustion cycle of the engine, that is to say if each cylinder is in the intake phase, in the compression phase, in the explosion phase or in the exhaust phase.
  • These sensors comprise a magnetic field generator (example: a permanent magnet), a magnetic field detection means (Hall effect cell, magneto-resistive cell MR, giant magneto-resistive cell GMR, ... for example) and an electronic circuit. processing the signal received by the magnetic field detection means.
  • These sensors called active sensors, deliver a digital signal to a central computer for processing.
  • the magnetic field generator may also be the target, composed of a magnetic material, having alternating South and North poles.
  • the sensor integrates, or not, permanent magnet, depending on the detection means used. Subsequently, we will assimilate the South and North poles to the teeth and troughs of a mechanical target.
  • a camshaft sensor is associated with a target integral with a camshaft.
  • This target is in the form of a disc whose periphery is toothed. These teeth have the same height but spacings (hollow) and different lengths so as to achieve a coding (known per se) of the positioning of the cylinders in the combustion cycle of a motor vehicle engine.
  • the magnetic field detection means present in the sensor, detects the passage of the teeth of the target in front of it and the resulting signal makes it possible to determine the position of each cylinder with respect to the combustion cycle of the engine, in a manner known in the art. itself.
  • the electrical signal generated by the sensor changes state (up or down) when the magnetic signal crosses a predetermined switching threshold proportional to its amplitude.
  • this switching threshold at, for example, 75% of the amplitude, which corresponds to an optimum vis-à-vis the accuracy between electric fronts / mechanical fronts for most of the existing targets ) to determine the moment of passage of each front defining a tooth.
  • targets that are simple metal parts with teeth of predetermined size and spacing are mass produced and often have imperfect geometry.
  • the teeth do not always have the same height relative to the center of the target.
  • This defect is called “false round”. This has the consequence that the upper part of each tooth of the target is not placed on the same circle centered on the camshaft.
  • the name “faux rond” given to this problem.
  • At this fake round of target manufacture may be added a false round mounting of the target on the camshaft.
  • There are also air gap defects between the sensor and the target these defects vary over time and are sensitive to temperature.
  • the camshaft sensor measures the variable values of the magnetic field created by the passage of the teeth in front of him, if a tooth is lower (or higher) than the others, the spacing between this tooth and the sensor varies with respect to other teeth and causes a variation of the sensed magnetic field.
  • These magnetic field variations can degrade the measurements made (degradation of the precision of the position of the electrical fronts with respect to the mechanical fronts), or even not be interpreted by the sensor (non-detection of a tooth, the field magnetic being below the switching threshold).
  • the signal delivered by the camshaft sensor is then erroneous and the correct determination of the position of each cylinder in the engine cycle is distorted or impossible.
  • the switching threshold is recalculated after the passage of the maximum and the minimum of each new tooth, according to the new amplitude of the magnetic field calculated at each tooth pass in front of the sensor.
  • the switching threshold is therefore recalculated after each tooth pass, as a function of the last maximum and the last minimum of the measured magnetic field.
  • this automatic calibration method of a camshaft sensor of the prior art has a major disadvantage. Indeed, in order to validate the last maximum or the last measured minimum, the switching threshold is recalculated only after a hysteresis triggered at the passage of the last maximum or last minimum measured.
  • the hysteresis is a value of the magnetic field, which is a function of the new calculated amplitude, at the passage of the last extrema. It will be called the "hysteresis threshold".
  • the new amplitude of the magnetic field is calculated with this new extrema, then the value of the threshold hysteresis is calculated, it is worth a fraction of this new amplitude.
  • A last value of the amplitude of the magnetic field calculated at the passage of the last extrema.
  • the last extrema is validated as such and the switching threshold is updated with this last extrema value.
  • the hysteresis threshold is applied above all to the validation of the maximum values of the magnetic field, because these have more variability than the minimum values.
  • the new maximum is not validated, and the switching threshold applied to the magnetic signal B remains that calculated with the last maximum measured and validated.
  • the magnetic field signal crosses the previously calculated switching threshold with the last maximum measured and validated before even crossing the threshold of hysteresis, calculated with the new maximum.
  • FIG. 2 At the top of FIG. 2 is represented the variation of value of the magnetic field B at the passage of a tooth D2.
  • the switching threshold S1 of the tooth D2 is calculated as a function of the last maximum max1 and the last minimum minimum measured and validated of the previous tooth D1.
  • the new maximum of the tooth D2, max2 is smaller than the last measured maximum and validated max1, so that the hysteresis threshold S H calculated with the new maximum of the tooth D2, max2 has a value lower than the switching threshold S1 calculated from the last maximum max1 and the last minimum min.
  • the switching threshold is again calculated from the new maximum max2 validated (and the last minimum minimum), and the new switching threshold S2 is applied. .
  • the magnetic signal B then goes below the new switching threshold S2.
  • the electrical signal Se representing the rising and falling electrical fronts representative of the passage of the magnetic signal B below or below the switching thresholds S1, S2.
  • the electrical signal is therefore switched twice after the new maximum max2 has been passed, once when the magnetic signal B drops below the switching threshold S1, and once when it passes below a new switching threshold S2. .
  • the electrical signal I s a parasitic pulse I representative of the successive passage by the magnetic signal B of these two thresholds S1, S2.
  • This parasitic pulse I distorts the angular detection of the falling edge, since it is detected at the angle a2, corresponding to the passage of the switching threshold S1, whereas it should be detected at the angle a3, corresponding to the passage of the new switching threshold S2.
  • this parasitic pulse I at the output of the sensor may, for example, prevent the detection of the phase shift of the camshaft, when it is controlled by a system "WT"("Variable Valve Timing” in English), or phase variator of the valves, that is to say a variable distribution.
  • the invention proposes a method of automatic calibration of camshaft that overcomes this disadvantage.
  • the calibration method according to the invention makes it possible to deliver a signal at the output of the camshaft sensor, avoiding false detection of the prior art and nevertheless making it possible to determine and correct the "false round” of a target and the "gap gap” between the sensor and the target.
  • the invention proposes a method for automatically calibrating a camshaft sensor for a motor vehicle engine, said engine comprising at least one camshaft, a toothed coded target associated with this camshaft and a field sensor.
  • magnetic sensor placed near the target to detect changes in magnetic field values induced by the passage of the target teeth near the sensor, said sensor measuring the values of the magnetic field and delivering a representative electric signal of teeth and troughs of the target as a function of a predetermined switching threshold as a function of the amplitude of the measured magnetic field, and applied to ascending fronts and falling edges of the variations of values of the magnetic field, the electrical signal having a high state, after the passage of the values of the magnetic field above the switching threshold on a rising edge and a low state after the passage of the values magnetic field below the switching threshold on a falling edge, said method of continuously measuring the value of the magnetic field, said method being remarkable in that:
  • the electrical signal after passing the values of the magnetic field above the switching threshold on the rising edge, and the measurement of a new maximum value of the magnetic field, the electrical signal remains in a high state as long as the values of the magnetic field are greater than at a hysteresis threshold, which is a function of the amplitude of the magnetic field calculated with the new maximum measured value,
  • the value of the switching threshold is decreased.
  • the value of the switching threshold is close to zero.
  • the electrical signal is controlled, to remain in a high state, after the magnetic field values have passed above the switching threshold on the rising edge, and as long as the values of the magnetic field are greater than a hysteresis threshold, which is a function of the amplitude of the magnetic field calculated with the new maximum measured value.
  • the invention also relates to a camshaft sensor for a motor vehicle engine, said engine comprising at least one camshaft, a toothed coded target associated with this camshaft and a magnetic field sensor placed near the camshaft.
  • target for detecting magnetic field values induced by the passage of the teeth of the target near the sensor said sensor continuously measuring the value of the magnetic field and delivering an electrical signal representative of teeth and troughs of the target as a function of a predetermined switching threshold according to the amplitude of the magnetic field, said sensor being remarkable in that it further comprises means for calculating a hysteresis threshold, switching threshold control means and means control of the electrical signal.
  • the invention also applies to any motor vehicle comprising a camshaft sensor according to any one of the features listed above.
  • FIG. 1 is a diagrammatic sectional view showing a camshaft sensor and its associated target
  • FIG. 2 illustrates an example of curves of variation of values of the magnetic field B perceived by a sensor associated with a target as well as the corresponding electrical signal Se, according to the prior art
  • FIG. 3 illustrates an example of curves of variation of values of the magnetic field B perceived by a sensor associated with a target as well as the corresponding electrical signal Se, according to the invention.
  • a camshaft sensor 10 comprises a ferromagnetic element 11 and a magnetic field detection means 12 (for example a Hall effect cell). This sensor 10 delivers a digital signal to a central computer 13.
  • a target 14 associated with this sensor 10 is in the form of a metal disk 15 fixedly secured to a camshaft 16.
  • periphery a plurality of teeth D f D 2 , D 3 (3 in the example shown) of heights M, h2, h3 different and lengths to l 3 and spacings (hollow) S! at s 3 variables.
  • These lengths and variable spacings constitute, in a manner known per se, a coding.
  • the sensor 10 perceives a series of variations of values of the magnetic field B representative of the length I of the teeth D 2 , D 3 passing in front of he and their spacings Si, s 2 , s 3 .
  • the curve thus obtained, for example during the first rotation of the target, is shown in FIG.
  • the abscissa has the angles ⁇ of the motor cycle varying from 0 ° to 360 ° and the ordinate the value B of the perceived magnetic field (normalized field as a function of the gap).
  • the teeth D 2 are of the same height h1, h2 and the target 14 has a low geometry defect. Therefore the maximum field perceived by the sensor 10 during the passage of each tooth DL D 2 , varies for each of the two teeth and is respectively Bmaxl, Bmax2. Similarly, the minimum field perceived by the sensor 10 during the passage of each of the teeth DD 2 , D 3 varies tooth to tooth, and is respectively Bminl, Bmin2.
  • two tooth passages D- ⁇ , D 2 are recognized, the first two (D ⁇ D 2 ) corresponding to the geometry of the target 14 shown in FIG. 1 (the passage of the third tooth D 3 n ' being not shown in Figure 2).
  • a switching threshold for the rising edge of the second tooth S1 is calculated, for example, according to the following mathematical formula:
  • a new switching threshold S2 is calculated, for example, for the falling edge of the second tooth D 2 :
  • the maximum value and the minimum value of the magnetic field B, for each tooth correspond to the last maximum and minimum values recorded and validated.
  • the last maximum and minimum values recorded are used, this being Bmin1 and Bmax2, ie the minimum value of the associated magnetic field B. to the first tooth ⁇ and the maximum value of the magnetic field associated with the second tooth D 2 .
  • a threshold S H of hysteresis H is calculated at the passage of this extrema (Bmax2, see FIG. and the new value of the switching threshold S2 is recalculated according to this new extrema Bmax2 only when the hysteresis threshold S H has been crossed.
  • the magnetic signal B passes two successive switching thresholds S1 and S2, which generates a spurious pulse I on the signal. electric Se.
  • the automatic calibration method of the camshaft sensor according to the invention proposes the following steps.
  • the electrical signal Se After passing the values of the magnetic field B above the switching threshold S1 on the rising edge, and the measurement of a new maximum value Bmax2 of the magnetic field B, the electrical signal Se remains in a high state as long as the values of the magnetic field B are greater than the hysteresis threshold S H which is a function of the amplitude of the magnetic field B calculated with the new maximum value Bmax2 measured.
  • a new switching threshold S2 is calculated as a function of the new maximum value Bmax2.
  • the electrical signal goes therefore to a high state I, as soon as the values of the magnetic field B pass above the switching threshold S1 on the rising edge and the electrical signal Se remains in the high state I, as long as a new maximum value Bmax2 has not been validated by the passage of the values of the magnetic field B below the hysteresis threshold S H , which is calculated as a function of the new maximum value Bmax2.
  • the new switching threshold S2 is calculated with the last maximum value Bmax2 validated.
  • the value of the switching threshold S1 is decreased until the hysteresis threshold S H is crossed. In other words, the value of the switching threshold S1 is set lower than its previously calculated value.
  • the electrical signal Se is controlled so that it remains in a high state I, as soon as the values of the magnetic field B pass above the switching threshold S1 on the rising edge as long as a new value maximum Bmax2 has not been validated by the passage of the values of the magnetic field B below the hysteresis threshold S H , independently of the value of the switching threshold S1 on the falling edge.
  • the value of the threshold S1 is decreased and is equal, in this example to a value close to zero, to the passage P2 of the hysteresis threshold S H.
  • the new maximum value Bmax2 of the magnetic field is validated and the new switching threshold S2 is calculated as a function of this new maximum value Bmax2.
  • the electrical signal Se at the output of the sensor 10 is illustrated, the magnetic signal B crossing on the falling edge only a switching threshold, more precisely the new switching threshold S2, the one going from one high state I representative of the tooth D2, at a low state II representative of the hollow s 2 , at the angle a2 corresponding to the passage of the new switching threshold S2.
  • the electrical signal Se does not present a parasitic pulse; as in the prior art.
  • the camshaft sensor 10 further comprises means for calculating a hysteresis threshold M1 (see FIG. 1) and control means M2 for the threshold. switch S1 to decrease the value of the switching threshold S1 after crossing on an upward edge.
  • the sensor 10 further comprises control means M3 of the electrical signal Se in order to control the electrical signal Se in the high state after passing above the switching threshold S1 and as long as the hysteresis threshold S H has not been set. not been crossed.
  • the means for calculating a hysteresis threshold M1, the control means M2 and the control means M3 are, for example, software means integrated into the sensor 10 (see FIG. 1).
  • the method of automatic calibration of a camshaft sensor 10 according to the invention thus makes it possible to avoid spurious pulses on the electrical signal, during the successive passage of teeth having different maximum magnetic field values, in which occurrence when a tooth has a lower maximum value than the previous tooth.
  • the invention has been described and illustrated in the case where the maximum value varies from tooth to tooth, in fact the defect of "false round" of the target impacts above all the maximum value of the magnetic field, but the invention may also be applied to the variation of the minimum value of two successive teeth, in this case when a minimum value of a trough is greater than the minimum value of the previous trough.

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Abstract

La présente invention a pour objet un procédé de calibration automatique d'un capteur (10) d'arbre à cames pour moteur de véhicule automobile, le dit capteur mesurant les variations de valeur de champ magnétique (B) et délivrant un signal électrique (Se) ayant un état haut (I), après le passage des valeurs du champ magnétique au dessus du seuil de commutation (S1) sur un front ascendant et un état bas (II) après le passage des valeurs du champ magnétique en dessous du seuil de commutation (S1) sur un front descendant, l'invention proposant que : • après le passage des valeurs du champ magnétique au dessus du seuil de commutation (S1), et la mesure d'une nouvelle valeur maximale (Bmax2), le signal électrique reste dans un état haut (I) tant que les valeurs du champ magnétique sont supérieures à un seuil d'hystérésis (SH), qui est fonction de l'amplitude du champ magnétique calculé avec la nouvelle valeur maximale mesurée, • après le passage des valeurs du champ magnétique en dessous du seuil d'hystérésis (SH), un nouveau seuil de commutation (S2) est calculé en fonction de la nouvelle valeur maximale.

Description

PROCEDE DE CALIBRATION AUTOMATIQUE D'UN CAPTEUR D'ARBRE A CAMES POUR MOTEUR DE VEHICULE AUTOMOBILE
La présente invention concerne un procédé de calibration automatique d'un capteur d'arbre à cames pour véhicule automobile. Plus particulièrement, il s'agit de déterminer de manière automatique le « faux rond » d'une roue dentée (également appelée cible) montée en bout d'un arbre à cames d'un moteur d'un véhicule automobile.
Les capteurs d'arbre à cames sont utilisés dans un véhicule automobile pour déterminer la position des différents cylindres dans le cycle de combustion du moteur, c'est-à-dire si chaque cylindre est en phase d'admission, en phase de compression, en phase d'explosion ou en phase d'échappement. Ces capteurs comportent un générateur de champ magnétique (exemple : un aimant permanent), un moyen de détection du champ magnétique (cellule à effet Hall, cellule magnéto résistive MR, cellule magnéto résistive géante GMR,... par exemple) et un circuit électronique de traitement du signal reçu par le moyen de détection du champ magnétique. Ces capteurs, dits capteurs actifs, délivrent un signal digital à un calculateur central pour traitement.
Le générateur de champ magnétique peut être également la cible, composée d'un matériau magnétique, présentant des alternances de pôles Sud et Nord. Dans ce cas le capteur intègre, ou pas, d'aimant permanent, suivant le moyen de détection utilisé. Par la suite, on assimilera les pôles Sud et Nord aux dents et aux creux d'une cible mécanique.
De manière connue, un capteur d'arbre à cames est associé à une cible solidaire d'un arbre à cames. Cette cible se présente sous la forme d'un disque dont la périphérie est dentée. Ces dents ont une même hauteur mais des espacements (creux) et des longueurs différents de manière à réaliser un codage (connu en soi) du positionnement des cylindres dans le cycle de combustion d'un moteur thermique pour véhicule automobile.
Le moyen de détection du champ magnétique, présent dans le capteur, détecte le passage des dents de la cible devant lui et le signal qui en résulte permet de déterminer la position de chaque cylindre par rapport au cycle de combustion du moteur, de manière connue en soi.
Pour déterminer la position de chaque cylindre dans le cycle du moteur, on observe la courbe des variations de valeur du champ magnétique perçu par le capteur d'arbre à cames pendant un tour de la cible. Cette courbe présente une suite de créneaux correspondant chacun à une dent de la cible. En mesurant l'espacement entre chaque créneau et la durée de chacun d'eux, il est possible de déterminer la position de chaque cylindre par rapport au cycle de combustion moteur. A cet effet, il est donc important de garantir la précision de la position des fronts électriques du signal généré par le capteur vis-à-vis de la position des fronts mécaniques de la cible. Chacun de ces fronts électriques étant représentatifs du passage des fronts mécaniques d'une dent. L'objectif est de réduire au minimum le déphasage du signal dû au fait que le capteur et la cible sont écartés l'un par rapport à l'autre de manière variable. Le signal électrique généré par le capteur change d'état (haut ou bas) quand le signal magnétique croise un seuil de commutation prédéterminé proportionnel à son amplitude. Pour ce faire, on fixe ce seuil de commutation (à, par exemple, 75 % de l'amplitude, ce qui correspond à un optimum vis-à-vis de la précision entre fronts électriques / fronts mécaniques pour la majeure partie des cibles existantes) pour déterminer l'instant de passage de chaque front définissant une dent. Ainsi dès qu'un premier maximum et un premier minimum du champ magnétique perçu sont détectés on détermine quelle valeur seuil de commutation correspond à 75 % de cette amplitude et on considère que l'on détecte un front descendant si la valeur du champ magnétique mesurée passe en dessous de cette valeur seuil, et inversement on détecte un front montant si la valeur du champ magnétique mesurée passe au dessus de cette valeur seuil de commutation (ou vice-versa).
Ce faisant on optimise le moment de détection du front. Cependant ce procédé présuppose que toutes les dents aient la même hauteur et qu'il n'existe pas de défaut de géométrie (capteurs et cible). Or, les capteurs présentent l'inconvénient d'être sensibles au positionnement de la cible sur l'arbre à cames et à la géométrie de cette cible.
Pour des questions de coûts, les cibles qui sont de simples pièces métalliques munies de dents de dimensions et d'espacement prédéterminés, sont réalisées en grande série et présentent souvent une géométrie imparfaite. Notamment les dents ne présentent pas toujours une même hauteur par rapport au centre de la cible. Ce défaut est appelé « faux rond ». Ceci a pour conséquence que la partie supérieure de chaque dent de la cible n'est pas placée sur un même cercle centré sur l'arbre à cames. D'où l'appellation « faux rond » donné à ce problème. A ce faux rond de fabrication de cible, peut s'ajouter un faux rond de montage de la cible sur l'arbre à cames. Il existe aussi des défauts d'entrefer entre le capteur et la cible, ces défauts varient dans le temps et sont sensibles à la température.
Bien entendu, comme le capteur d'arbre à cames mesure les valeurs variables du champ magnétique créé par le passage des dents devant lui, si une dent est plus basse (ou plus haute) que les autres, l'écartement entre cette dent et le capteur varie par rapport aux autres dents et provoque une variation du champ magnétique capté. Ces variations de champ magnétiques peuvent dégrader les mesures effectuées (dégradation de la précision de la position des fronts électriques par rapport aux fronts mécaniques), voire ne pas être interprétées par le capteur (non-détection d'une dent, le champ magnétique étant en dessous du seuil de commutation). Le signal délivré par le capteur d'arbre à cames est alors erroné et la détermination correcte de la position de chaque cylindre dans le cycle moteur est faussée voir impossible.
Il est connu de l'art antérieur pour pallier ces phénomènes de « faux rond » et/ou de « défaut d'entrefer » de calibrer le moyen de détection du champ magnétique pour tenir compte de ce « faux rond » et/ou ce « défaut d'entrefer » et ainsi délivrer une mesure corrigée (meilleure précision fronts électriques / fronts mécaniques et élimination du risque de non-détection d'une dent) vers le calculateur central chargé de déterminer la position de chaque cylindre dans le cycle moteur.
Dans ce but, le seuil de commutation est recalculé après le passage du maximum et du minimum de chaque nouvelle dent, en fonction de la nouvelle amplitude du champ magnétique calculée à chaque passage de dent devant le capteur.
Le seuil de commutation est donc recalculé après chaque passage de dent, en fonction du dernier maximum et du dernier minimum du champ magnétique mesurés. Cependant, ce procédé de calibration automatique d'un capteur d'arbre à cames de l'art antérieur présente un inconvénient majeur. En effet, afin de valider le dernier maximum ou le dernier minimum mesuré, le seuil de commutation n'est recalculé qu'après une hystérésis déclenchée au passage du dernier maximum ou du dernier minimum mesurés.
L'hystérésis est une valeur du champ magnétique, qui est fonction de la nouvelle amplitude calculée, au passage du dernier extrema. On l'appellera « seuil d'hystérésis ».
Lorsqu'un nouvel extrema est mesuré, la nouvelle amplitude du champ magnétique est calculée avec cette nouvelle extrema, puis la valeur du seuil l'hystérésis est calculée, elle a pour valeur une fraction de cette nouvelle amplitude.
Par exemple :
H = k * A
Avec k : constante comprise entre 0 et 1
A : dernière valeur de l'amplitude du champ magnétique calculée au passage du dernier extrema.
Si la valeur du champ magnétique passe en dessous de la valeur de l'hystérésis, alors le dernier extrema est validé en tant que tel et le seuil de commutation est mis à jour avec cette dernière valeur d'extrema.
Le seuil d'hystérésis est avant tout appliqué à la validation des valeurs maximales du champ magnétique, car celles-ci présentent plus de variabilité que les valeurs minimales.
En effet, en cas de « faux rond », ce sont surtout les valeurs maximales qui varient. En d'autres termes, le dernier maximum mesuré n'est validé en tant que tel, que lorsque la valeur du champ magnétique passe en dessous de la valeur d'hystérésis calculée avec cette dernière valeur maximale.
Tant que la valeur du champ magnétique n'a pas franchi le seuil d'hystérésis, le nouveau maximum n'est pas validé, et le seuil de commutation appliqué au signal magnétique B reste celui calculé avec le dernier maximum mesuré et validé.
Or, si, par exemple, la valeur du nouveau maximum est très inférieure au dernier maximum mesuré et validé, il est possible que le signal du champ magnétique franchisse le seuil de commutation calculé précédemment avec le dernier maximum mesuré et validé avant même de franchir le seuil de l'hystérésis, calculé avec le nouveau maximum.
Ceci est illustré à la figure 2. En haut de la figure 2, est représentée la variation de valeur du champ magnétique B au passage d'une dent D2. Le seuil de commutation S1 de la dent D2 est calculé en fonction du dernier maximum max1 et du dernier minimum mini mesurés et validés de la dent précédente D1.
Le nouveau maximum de la dent D2, max2 est inférieur au dernier maximum mesuré et validé max1 , de telle sorte que le seuil d'hystérésis SH calculé avec le nouveau maximum de la dent D2, max2 a une valeur inférieure au seuil de commutation S1 , calculé à partir du dernier maximum max1 et du dernier minimum mini . Une fois que le signal du champ magnétique B a franchi fe seuil d'hystérésis SH le seuil de commutation est de nouveau calculé à partir du nouveau maximum max2 validé (et du dernier minimum mini ), et le nouveau seuil de commutation S2 est appliqué. Le signal magnétique B passe alors en dessous du nouveau seuil de commutation S2.
En bas de la figure 2, est représenté le signal électrique Se représentant les fronts électriques montants et descendants représentatifs du passage du signal magnétique B au dessous ou en dessous des seuils de commutation S1 , S2.
Le signal électrique Se commute par conséquent deux fois après le passage du nouveau maximum max2, une fois lorsque le signal magnétique B passe en dessous du seuil de commutation S1 , et une fois lorsqu'il passe en dessous d'un nouveau seuil de commutation S2. Le signal électrique Se présente une impulsion parasite I représentative du passage successif par le signal magnétique B de ces deux seuils S1 , S2.
Cette impulsion parasite I fausse la détection angulaire du front descendant, puisque celui-ci est détecté à l'angle a2, correspondant au passage du seuil de commutation S1 , alors qu'il devrait être détecté à l'angle a3, correspondant au passage du nouveau seuil de commutation S2.
La présence de cette impulsion parasite I en sortie du capteur, peut, par exemple, empêcher la détection du déphasage de l'arbre à cames, quand celui-ci est contrôlé par un système « WT » (« Variable Valve Timing » en anglais), ou variateur de phase des soupapes, c'est-à-dire une distribution variable.
L'invention propose un procédé de calibration automatique d'arbre à cames qui permet de pallier cet inconvénient. En l'occurrence le procédé de calibration selon l'invention permet de délivrer un signal en sortie du capteur d'arbre à cames, évitant les fausses détection de l'art antérieur et permettant cependant de déterminer et de corriger le « faux rond » d'une cible et le « défaut d'entrefer » entre le capteur et la cible.
L'invention propose un procédé de calibration automatique d'un capteur d'arbre à cames pour moteur de véhicule automobile, le dit moteur comportant au moins un arbre à cames, une cible codée dentée associée à cet arbre à cames et un capteur de champ magnétique placé à proximité de la cible pour détecter des variations de valeurs de champ magnétique induites par le passage des dents de la cible à proximité du capteur, le dit capteur mesurant les valeurs du champ magnétique et délivrant un signal électrique représentatif de dents et de creux de la cible en fonction d'un seuil de commutation prédéterminé fonction de l'amplitude du champ magnétique mesuré, et appliqué à des fronts ascendants et à des fronts descendants des variations de valeurs du champ magnétique, le signal électrique ayant un état haut, après le passage des valeurs du champ magnétique au dessus du seuil de commutation sur un front ascendant et un état bas après le passage des valeurs du champ magnétique en dessous du seuil de commutation sur un front descendant, ledit procédé consistant à mesurer en continu, la valeur du champ magnétique, le dit procédé étant remarquable en ce que :
• après le passage des valeurs du champ magnétique au dessus du seuil de commutation sur le front ascendant, et la mesure d'une nouvelle valeur maximale du champ magnétique, le signal électrique reste dans un état haut tant que les valeurs du champ magnétique sont supérieures à un seuil d'hystérésis, qui est fonction de l'amplitude du champ magnétique calculé avec la nouvelle valeur maximale mesurée,
• après le passage des valeurs du champ magnétique en dessous du seuil d'hystérésis, un nouveau seuil de commutation est calculé en fonction de la nouvelle valeur maximale.
Dans un premier mode de réalisation, après le passage des valeurs du champ magnétique au dessus du seuil de commutation sur le front ascendant et tant que les valeurs du champ magnétique sont supérieures au seuil d'hystérésis, la valeur du seuil de commutation est diminuée.
Préférentiellement, après le passage des valeurs du champ magnétique au dessus du seuil de commutation sur le front ascendant et tant que les valeurs du champ Λ
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magnétique sont supérieures au seuil d'hystérésis, la valeur du seuil de commutation est proche de zéro.
Dans un second mode de réalisation, le signal électrique est commandé, pour rester dans un état haut, après le passage des valeurs du champ magnétique au dessus du seuil de commutation sur le front ascendant, et tant que les valeurs du champ magnétique sont supérieures à un seuil d'hystérésis, qui est fonction de l'amplitude du champ magnétique calculé avec la nouvelle valeur maximale mesurée.
L'invention concerne également un capteur d'arbre à cames pour moteur de véhicule automobile, le dit moteur comportant au moins un arbre à cames, une cible codée dentée associée à cet arbre à cames et un capteur de champ magnétique placé à proximité de la cible pour détecter des valeurs de champs magnétiques induites par le passage des dents de la cible à proximité du capteur, le dit capteur mesurant en continu la valeur du champ magnétique et délivrant un signal électrique représentatif de dents et de creux de la cible en fonction d'un seuil de commutation prédéterminé fonction de l'amplitude du champ magnétique, le dit capteur étant remarquable en qu'il comprend en outre des moyens de calcul d'un seuil d'hystérésis, des moyens de contrôle du seuil de commutation et des moyens de commande du signal électrique.
L'invention s'applique également à tout véhicule automobile comprenant un capteur d'arbre à cames selon l'une quelconque des caractéristiques énumérées ci-dessus.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à la lecture de la description qui suit (à titre d'exemple non limitatif) en référence aux figures annexées dans lesquelles :
- la figure 1 est une vue schématique en coupe, représentant un capteur d'arbre à cames et sa cible associée,
- la figure 2 illustre un exemple de courbes de variation de valeurs du champ magnétique B perçu par un capteur associé à une cible ainsi que le signal électrique Se correspondant, selon l'art antérieur,
- la figure 3 illustre un exemple de courbes de variation de valeurs du champ magnétique B perçu par un capteur associé à une cible ainsi que le signal électrique Se correspondant, selon l'invention.
Selon la forme de réalisation décrite et représentée aux figures 1 à 3, un capteur 10 d'arbre à cames comporte, un élément ferromagnétique 1 1 et un moyen de détection du champ magnétique 12 (par exemple une cellule à effet Hall). Ce capteur 10 délivre un signal digital à un calculateur central 13.
Une cible 14 associée à ce capteur 10 se présente sous la forme d'un disque métallique 15 fixé de manière solidaire à un arbre à cames 16. Cette cible porte à sa périphérie une pluralité de dents D f D2, D3 (3 dans l'exemple représenté) de hauteurs M , h2, h3 différentes et de longueurs à l3 et d'espacements (creux) S! à s3 variables. Ces longueurs et espacements variables constituent, de manière connue en soi, un codage.
Le fonctionnement d'un tel ensemble capteur 10 plus cible 14 est décrit ci-après.
Lorsque la cible 14 est entraînée en rotation (flèche F figure 1 ) par l'arbre à cames 16, le capteur 10 perçoit une suite de variations de valeurs du champ magnétique B représentatif de la longueur I des dents D2, D3 passant devant lui et de leur espacements Si , s2, s3. La courbe ainsi obtenue, par exemple lors du premier tour en rotation de la cible, est représentée à la figure 2.
Sur cette figure 2, on trouve en abscisse les angles a du cycle moteur variant de 0° à 360° et en ordonnées la valeur B du champ magnétique perçue (champ normalisé en fonction de l'entrefer). Comme représenté à la figure 2, par exemple, les dents D2 ne sont de la même hauteur h1 , h2 et la cible 14 présente un faible défaut de géométrie. De ce fait le champ maximum perçu par le capteur 10 lors du passage de chacune des dents DL D2, varie pour chacune des deux dents et vaut respectivement Bmaxl , Bmax2. De même le champ minimum perçu par le capteur 10 lors du passage de chacune des dents D D2, D3 varie dent à dent, et vaut respectivement Bminl , Bmin2. On reconnaît sur cette figure 2, deux passages de dents D-ι, D2 les deux premières (D^ D2) correspondant à la géométrie de la cible 14 représentée à la figure 1 (le passage de la troisième dent D3 n'étant pas représenté à la figure 2).
Il est connu de détecter le passage d'un front de dent dès que le champ magnétique B perçu devient supérieur ou inférieur à un seuil de commutation prédéterminé proportionnel à l'amplitude de champ perçue lors du passage d'une dent (75 % de (Bmaxl - Bminl ) par exemple).
Les valeurs seuils sont matérialisées à la figure 2 par des lignes pointillées. Après le passage de la première dent un seuil de commutation pour le front ascendant de la deuxième dent S1 est calculé, par exemple, selon la formule mathématique suivante :
51 = 0.75 * (Bmaxl - Bminl)
Puis, après le passage de la nouvelle valeur maximale du champ magnétique B au passage de la deuxième dent Bmax2, un nouveau seuil de commutation S2 est calculé, par exemple, pour le front descendant de la deuxième dent D2 :
52 = 0.75 * (Bmaxl - Bminl) Ce procédé est répété, à chaque passage de dent, lorsqu'une nouvelle valeur maximale ou une nouvelle valeur minimale du champ magnétique B a été mesurée et validée.
Il est à noter que la valeur maximale et la valeur minimale du champ magnétique B, pour chaque dent, correspondent aux dernières valeurs maximales et minimales enregistrées et validées.
Par exemple, pour calculer le seuil de commutation du front ascendant de la deuxième dent S1 , il s'agit ici de considérer, les dernières valeurs maximale et valeur minimale du champ magnétique B enregistrées, c'est à dire Bmaxl et Bminl , soit la valeur maximale et de la valeur minimale du champ magnétique B après le passage de la première dent Dv
De manière similaire, pour calculer le seuil de commutation du front descendant de la deuxième dent S2, on utilise les dernières valeurs maximale et minimale enregistrées, il s'agit ici de Bminl et de Bmax2, soit de la valeur minimale du champ magnétique B associée à la première dent Ό et de la valeur maximale du champ magnétique associée à la deuxième dent D2.
Or, comme expliqué précédemment, afin de s'assurer que le dernier extrema mesuré, par exemple Bmax2, est bien un extrema, un seuil SH d'hystérésis H est calculé au passage de cet extrema (Bmax2, cf. figure 2), et la nouvelle valeur du seuil de commutation S2 n'est recalculé en fonction de ce nouvel extrema Bmax2, que lorsque le seuil d'hystérésis SH a été franchi.
Ceci a pour conséquence, lorsque la nouvelle valeur maximale Bmax2 est inférieure à la dernière valeur maximale mesurée Bmaxl , le passage par le signal magnétique B de deux seuils de commutation successifs, S1 , et S2, ce qui engendre une impulsion parasite I sur le signal électrique Se.
Pour pallier cet inconvénient, le procédé de calibration automatique du capteur d'arbre à cames, selon l'invention, propose les étapes suivantes.
Après le passage des valeurs du champ magnétique B au dessus du seuil de commutation S1 sur le front ascendant, et la mesure d'une nouvelle valeur maximale Bmax2 du champ magnétique B, le signal électrique Se reste dans un état haut tant que les valeurs du champ magnétique B sont supérieures au seuil d'hystérésis SH qui est fonction de l'amplitude du champ magnétique B calculé avec la nouvelle valeur maximale Bmax2 mesurée.
Après le passage des valeurs du champ magnétique B en dessous du seuil d'hystérésis SH, un nouveau seuil de commutation S2 est calculé en fonction de la nouvelle valeur maximale Bmax2. Le signal électrique Se passe donc dans un état haut I, dès que les valeurs du champ magnétique B passent au dessus du seuil de commutation S1 sur le front ascendant et le signal électrique Se reste dans l'état haut I, tant qu'une nouvelle valeur maximale Bmax2 n'a pas été validée par le passage des valeurs du champ magnétique B en dessous du seuil d'hystérésis SH, qui est calculé en fonction de la nouvelle valeur maximale Bmax2.
Une fois le seuil d'hystérésis SH franchi, le nouveau seuil de commutation S2 est calculé avec la dernière valeur maximale Bmax2 validée.
Dans un mode de réalisation préférentiel, après le passage des valeurs du champ magnétique B au dessus du seuil de commutation S1 sur le front ascendant, la valeur du seuil de commutation S1 est diminuée jusqu'au franchissement du seuil d'hystérésis SH. En d'autres termes, on fixe la valeur du seuil de commutation S1 inférieure à sa valeur précédemment calculée.
Dans un autre mode de réalisation, on commande le signal électrique Se afin qu'il reste dans un état haut I, dès que les valeurs du champ magnétique B passent au dessus du seuil de commutation S1 sur le front ascendant tant qu'une nouvelle valeur maximale Bmax2 n'a pas été validée par le passage des valeurs du champ magnétique B en dessous du seuil d'hystérésis SH, et ceci indépendamment de la valeur du seuil de commutation S1 sur le front descendant.
Ceci est illustré à la figure 3, en haut de la figure 3, est représenté le signal magnétique B au passage de la deuxième dent D1.
Après le passage PO du seuil de commutation S1 , la valeur du seuil S1 est diminuée et est égale, dans cet exemple à une valeur proche de zéro, jusqu'au passage P2 du seuil d'hystérésis SH.
Après le passage P2 du seuil d'hystérésis SH, la nouvelle valeur maximale Bmax2 du champ magnétique est validée et le nouveau seuil de commutation S2 est calculé en fonction de cette nouvelle valeur maximale Bmax2.
En bas de la figure 3, est illustré le signal électrique Se en sortie du capteur 10 , le signal magnétique B ne franchissant sur le front descendant qu'un seuil de commutation, plus précisément le nouveau seuil de commutation S2, celui passe d'un état haut I représentatif de la dent D2, à un état bas II représentatif du creux s2, à l'angle a2 correspondant au passage du nouveau seuil de commutation S2.
Le signal électrique Se ne présente donc pas d'impulsion parasite; comme dans l'art antérieur.
Dans ce but, le capteur 10 d'arbre à cames comprend en outre des moyens de calculs d'un seuil d'hystérésis M1 (cf. figure 1) et des moyens de contrôle M2 du seuil de commutation S1 afin de diminuer la valeur du seuil de commutation S1 après son franchissement sur un front ascendant.
Le capteur 10 comprend en outre des moyens de commande M3 du signal électrique Se afin de commander le signal électrique Se à l'état haut après le passage au dessus du seuil de commutation S1 et tant que le seuil d'hystérésis SH n'a pas été franchi.
Les moyens de calculs d'un seuil d'hystérésis M1 , les moyens de contrôle M2 et les moyens de commande M3 sont par exemple des moyens logiciels intégrés dans le capteur 10 (cf. figure 1).
Le procédé de calibration automatique d'un capteur 10 d'arbre à cames selon l'invention permet donc d'éviter les impulsions parasites sur le signal électrique, lors du passage successifs de dents présentant des valeurs maximales de champ magnétique différente, en l'occurrence lorsqu'une dent présente une valeur maximale inférieure à celle de la dent précédente.
L'invention a été décrite et illustrée dans le cas où la valeur maximale varie de dent à dent, en effet le défaut de « faux rond » de la cible impacte avant tout la valeur maximale du champ magnétique, mais l'invention peut être également appliquée à la variation de la valeur minimale de deux dents successives, en l'occurrence lorsqu'une valeur minimale d'un creux est supérieure à la valeur minimale du creux précédent.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de calibration automatique d'un capteur (10) d'arbre à cames pour moteur de véhicule automobile, le dit moteur comportant au moins un arbre à cames (16), une cible (14) codée dentée associée à cet arbre à cames (16) et un capteur (10) de champ magnétique placé à proximité de la cible (14) pour détecter des variations de valeurs de champ magnétique induites par le passage des dents (D-i , D2, D3) de la cible (14) à proximité du capteur (10), le dit capteur (10) mesurant les valeurs du champ magnétique (B) et délivrant un signal électrique (Se) représentatif de dents (D^ D2, D3) et de creux (si , s2, S3) de la cible (14) en fonction d'un seuil de commutation prédéterminé (S1 , S2) fonction de l'amplitude du champ magnétique (B) mesuré, et appliqué à des fronts ascendants et à des fronts descendants des variations de valeurs du champ magnétique (B), le signal électrique (Se) ayant un état haut (I), après le passage des valeurs du champ magnétique (B) au dessus du seuil de commutation (S1) sur un front ascendant et un état bas (II) après le passage des valeurs du champ magnétique (B) en dessous du seuil de commutation (S1 ) sur un front descendant, ledit procédé consistant à mesurer en continu, la valeur du champ magnétique (B), le dit procédé étant caractérisé en ce que :
• après le passage des valeurs du champ magnétique (B) au dessus du seuil de commutation (S1 ) sur le front ascendant, et la mesure d'une nouvelle valeur maximale (Bmax2) du champ magnétique (B), le signal électrique (Se) reste dans un état haut (I) tant que les valeurs du champ magnétique (B) sont supérieures à un seuil d'hystérésis (SH), qui est fonction de l'amplitude du champ magnétique (B) calculé avec la nouvelle valeur maximale (Bmax2) mesurée,
• après le passage des valeurs du champ magnétique (B) en dessous du seuil d'hystérésis (SH), un nouveau seuil de commutation (S2) est calculé en fonction de la nouvelle valeur maximale (Bmax2).
2. Procédé de calibration automatique, selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'après le passage des valeurs du champ magnétique (B) au dessus du seuil de commutation (S1 ) sur le front ascendant et tant que les que les valeurs du champ magnétique (B) sont supérieures au seuil d'hystérésis (SH), la valeur du seuil de commutation (S1 ) est diminuée.
3. Procédé de calibration automatique, selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'après le passage des valeurs du champ magnétique (B) au dessus du seuil de commutation (S1 ) sur le front ascendant et tant que les que les valeurs du champ magnétique (B) sont supérieures au seuil d'hystérésis (SH), la valeur du seuil de commutation (S1 ) est proche de zéro.
4. Procédé de calibration automatique, selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le signal électrique (Se) est commandé, pour rester dans un état haut (I), après le passage des valeurs du champ magnétique (B) au dessus du seuil de commutation (S1) sur le front ascendant, et tant que les valeurs du champ magnétique (B) sont supérieures à un seuil d'hystérésis (SH), qui est fonction de l'amplitude du champ magnétique (B) calculé avec la nouvelle valeur maximale (Bmax2) mesurée,
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