Brevet FR2559261A1 — publié le 19850809

"Installation de détection du cognement, notamment pour détecter les oscillations du moteur. La présente invention concerne une installation de détection du cognement du type comportant un capteur de cognement pour détecter les oscillations du moteur, un filtre de cognement qui est transparent au moins pour la plage des fréquences d'un signal de cognement prévisible, un comparateur dont l'entrée est reliée au filtre de cognement. Le document DE-OS 32 15 683 décrit dé à un procédé et une installation pour déterminer le cognement du moteur. Cette installation comporte un capteur de cognement pour déceler les oscillations du moteur et transformer les oscillations ainsi décelées en des signaux électriques correspondants ; l'installation comporte également un filtre de cognement qui est transparent pour la plage des fréquences du signal et un comparateur dont la sortie fournit des signaux lorsque l'installation a con firmé un cognement. La suppression irrégulière du bruit de fond notamment aux vitesses de rotation faibles constitue une difficulté ; il en est de même de la mauvaise dynamique pour les vitesses de rotation supérieures.Du fait du filtre passe-bande et du redresseur, le signal de cognement du moteur appliqué à l'entrée du comparateur contient nécessairement des composantes de bruit de fond. Par ailleurs, dans le signal de bruit de fond appliqué à l'autre entrée du comparateur, il y a des signaux qui intégrés par le second circuit de lissage et sont retardés par rapport au signal de cognement, ce qui se traduit par le comportement dynamique non satisfaisant mentionné cidessus. L'installation selon l'invention pour détecter le cognement offre vis-à-vis de cet état de la technique, l'avantage de ne plus intégrer le signal de sortie du capteur de cognement. De ce fait, le bruit de fond contenu dans le signal de cognement ne peut plus participer au niveau de sortie Cela se traduit par une réduction du bruit de fond notablement meilleur en particulier dans la plage des faibles vitesses de rotation. Un autre avantage réside dans les moyens de fabrication réduits par rapport à ceux nécessités par la solution actuelle ; l'installation selon l'invention peut de ce fait s'intégrer facilement. Suivant une caractéristique de l'invention, l'installation est caractérisée en ce que le filtre de cognement est relié au capteur de cognement et l'en- trée d'un redresseur est reliée au capteur de cognement, la sortie de ce redresseur est reliée à l'autre entrée du comparateur. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le comparateur présente une hystérésis. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le comparateur présente une dérive. Suivant une autre caractéristique de l'invention, un filtre est branché entre le capteur de cognement et le redresseur. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le filtre est accordé en fonction du bruit de fond di moteur. Suivant une autre caractéristique de l'invention, une borne de signaux d'essai est reliée au filtre de cognement, borne qui permet d'injecter des signaux dans l'installation. Suivant une autre caractéristique de llin- vention, une ligne d'essai permet l'injection des signaux de préférence de façon cyclique dans l'installation et en ce qu'à partir de la réaction du comparateur en fonction des signaux, l'installation décèle un défaut ou le fonctionnement de l'installation. Suivant une autre caractéristique de l'invention, un étage-bascule est relié à la sortie du comparateur. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'étage de bascule est un étage monostable et redéclenchable et en ce que la constante de temps de l'étage à bascule est choisie de facon à rester active à la fréquence limite la plus basse du filtre de cognement Suivant une autre caractéristique de l'invention, une borne de bruit de fond est reliée a' la sortie du redresseur, un étage de signalisation d'erreur étant raccordé à la borne de bruit de fond et en ce que l'étage de signalisation d'erreur fournit au moins une infornation lors du dépassement vers le bas d'un niveau prédéterminé sur la borne de bruit de fond, information indiquant qu'il y a un défaut au niveau du capteur de cognement etjou de la ligne d'alimentation du capteur de cognement. Suivant une autre caractéristique de l'invention, des moyens décident à partir du signal de sortie du comparateur si un cognement est décelé de préférence par décomptage des longueurs d'impulsions ou par décomptage des trains d'oscillations du signal de sortie et comparaison à un seuil prédéterminé. D'autres caractéristiques de l'invention sont explicitées ci-après. l'hystérésis du comparateur assure une réduction des signaux de bruit de base à la fréquence du filtre de cognement. La dérive du comparateur offre l'avan tage de permettre d'obtenir pour le signal de sortie du comparateur un comportement en réaction, sans équivoque. L'accord du filtre sur la plage passante au-dessus de la fréquence de résonance du moteur se traduit par le fait que les fortes accentuations engendrées par la résonance du signal de bruit de fond ne se répercutent plu-s de façon gênante. sur la détection. On obtient une réalisation particulièrement simple du filtre par un amplificateurséparateur ou de court-circuit. La borne du signal d'essai permet de contrôler de façon particulièrement simple la détection du cognement dans un atelier ou encore en générant de façon cyclique des signaux d'essai par un calculateur embarqué dans un véhicule, de surveiller la détection du cognement pendant le fonctionnement du moteur.La bascule monostable redéclenchable à la sortie du comparateur fournit un signal de sortie sous la forme d'une impulsion qui peut être traitée directement par un microcalculateur et la durée de l'impulsion représente de fa çon appropriée l'intensité du cognement. L'étage de signalisation d'erreur de la borne de bruit de fond offre l'avantage de surveiller de façon simple le capteur de cognement ou sa ligne d'alimentation. Pour un niveau "mort" sur la borne de bruit de fond, l'étage de signalisation d'erreur émet un signal optique ou acoustique pour le conducteur du véhicule et pour le calculateur de bord, qui coupe alors le-réglage du cognement et déplace le. point d'allumage vers des valeurs sûres. La présente invention sera décrite de façon plus détaillée à l'aide des deux exemples de réalisation représentés schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est un schéma d'une installation de détection de cognement avec un étage à bascule et un microcalculateur ; - la figure 2 montre une installation pour la détection du cognement avec un filtre dans la branche du bruit de fond. Description des exemples de réalisation La figure 1 montre un capteur de cognement 1 relié à une borne d'entrée 2 qui est elle-même reliée à une borne de signal d'essai 3 à l'entrée du filtre de cognement 4 et à l'entrée d'un redresseur 9. La sortie du filtre de cognement 4 est reliée à l'entrée positive d'un comparateur 5 dont l'entrée négative est reliée à la sortie du comparateur 9, ainsi qu'à une borne de bruit de fond 10. La sortie du comparateur 5 est appliquée à une borne de signal de cognement 6 dont la sortie est reliée à une entrée d'un microcalculateur 8.La sortie du microcalculateur 8 est reliée par l'intermédiaire d'une ligne d'essai 12 à la borne de signal d'essai 3. La borne de bruit de fond 10 est reliée à un étage de signalisation d'erreur 13 lui-même relié au microcalculateur 8 par 1 'in- termédiaire d'une ligne de signalisation 14. L'installation exploite le signal de sortie du capteur de cognement 1 fixé sur le bloc-moteur et dans le cas d'une combustion avec cognement, il fournit un signal logique à la borne de signal de cognement 6. Le signal de sortie qui se compose simultanément d'une composante de bruit de fond et d'une composante de signal de cognement passe par le filtre de cognement 4 qui est accordé sur la fréquence de résonance mécanique du moteur pour une combustion avec cognement. Le filtre de cognement 4 présente un coefficient d'amplification fixe. De plus, le signal de sortie du capteur de cognement 1 est appliqué au redresseur 9. Le signal redressé ainsi obtenu déplace le niveau de l'entrée négative du comparateur 5 en fonction de l'amplitude de la tension de sortie de capteur vers les valeurs positives. Le comparateur 5 comporte une petite entrée de dérive pour assurer un comportenent en réaction, sans équivoque du signal de sortie du comparateur 5.Par hystérésis, on supprime les signaux de bruit de fond à la fréquence du filtre de cognement 4 le comparateur 5 constitue ainsi un filtre d'amplitude dont la plage de filtres est liée à l'amplitude du signal de sortie du capteur de cognement 1. Le décalage du niveau à l'entrée négative du comparateur 5 par la valeur du redresseur de bruit de fond de base assure une adaptation automatique de la sensibilité de l'installation à des amplitudes différentes de signaux de sortie du capteur de cognement 1, et qui peuvent être entrainées par des variations dans le temps du bruit du moteur ainsi que par la variation des jeux des paliers et des soupapes ainsi que par le vieillissement et la dispersion de fabrication du capteur de cognement 1 etc.Le déplacement se fait en continu de façon qu'à une variation du bruit de fond à la sortie du filtre de cognement 4 sensiblement pour une même densité de puissance de bruit de fond dans la plage des fréquences moyennes du filtre de cognement 4 et du filtre 11 et pour une largeur de bande sensiblement égale des deux filtres, on obtienne un décalage proportionnel du niveau aux entrées du comparateur 5. On assure ainsi que l'on ne supprime les bruits de fond que pour ce qui est nécessaire pour ne pas diminuer inutilement la sensibilité. Pour des largeurs de bande différentes des deux filtres, on obtient un optimum entre la sécurité de la détection et la sensibilité aux risques d'erreur par une adaptation correspondante du coefficient d'amplification du filtre de cognement 4. Dans le cas d'une combustion avec cognement, la borne de signaux de cognement 6 fournit des signaux impulsionnels qui attaquent la bascule monostable 7 redéclenchable. La constante de temps de la bascule 7 est ainsi choisie de façon à être maintenue à l'état actif au moins par la fréquence de passage inférieure du filtre de cognement 4. Le signal de sortie de la bascule 7 c'est-à dire la durée de l'impulsion donne ainsi une mesure appropriée de la durée de l'opération de cognement ou de l'intensité du cognement. Ce signal est détecté par le microordinateur 8 et la durée du signal est décomptée.Le microordinateur 8 peut évidemment être relié directement au comparateur 5 si bien que des circuits ou des programmes décident de la reconnaissance d'un cognement Une entrée d'interruption compare les longueurs d'impulsion ou le nombre des suites d'oscillations du signal de sortie du comparateur 5 et compare ceux-cl à un seuil prédéterminé. Le micro-ordinateur 8 fait ainsi partie d'un calculateur embarqué à bord du véhicule (encore appelé t'calculateur de bord") qui effectue diverses fonctions importantes pour le fonctionnement du moteur telles que par exemple le réglage du cognement en modifiant l'instant de l'allumage. Pour simplifier le dessin, cela n'est pas représenté de façon plus détaillée. Ee micro-ordinateur 8 est relié par la ligne d'essai 12 à la borne de signaux d'essai 3 et fournit a' des intervalles eycliques correspondant a' 100 combustion, un signal d'essai à la borne de signaux d'essai 3. Lorsqu'à la suite de cela le micro-ordinateur 8 reconnaît une impulsion de la bascule 7, cela signifie que le fonctionnement de l'installation pour déceler le cognement est vérifié. Lors d'un essai dans un atelier, on peut appliquer divers types de signaux à la borne de signaux d'essai 3pour vérifier des fonctions particulières telles que par exemple les caractéristiques en fre- quence et la sensibilité de l'installation. L'étage de signalisation d'erreur 13 reçoit le signal de sortie du redresseur 9 sur la borne de bruit de fond 10. Cet étage vérifie la défectuosité d'un capteur de cognement ou d'un câble de capteur coupé, ce qui se reconnaît par l'absence de bruit de fond sur la borne de bruit de fond 10. En cas de défaillance, l'étage de signa lisation d'erreur 13 émet un signal cptique ou acoustique pour le conducteur et par l'intermédiaire de la ligne de signalisation 14, l'étage fournit une information au calculateur de bord qui coupe alors le réglage du cognement et règle un état de fonctionnement sensiblement par un réglage de retard du point d'allumage et qui dans tous les cas est sans danger pour le moteur à combustion interne.La réalisation technique d'un tel étage de sig.nalisation d'erreur par exemple le lissage du bruit de fond à l'entrée d'un commutateur à seuil, est usuelle pour le spécialiste et n'est pas représentée de façon déta.illée pour simplifier le schéma. La figure 2 présente en grande partie les mêmes moyens que la figure 1 et qui, pour des raisons-de simplification, portent les mêmes références. La différence essentielle réside dans le filtre 11 qui est branché entre la borne d'entrée 2 et l'entrée du redresseur 9. Le filtre 11 est accordé sur la plage de fréquences du bruit de fond. De cette façon, les augmentations de résonance ne se répercutent de façon gênante sur le filtrage de l'amplitude par le comparateur 5. Suivant une autre réalisation de l'invention, il est possible que le micro-ordinateur 8 reçoive le signal de sortie de la bascule monostable 7 uniquement dans une fenêtre de mesure de temps. Une telle fenêtre de mesure correspond à la plage angulaire du vilebrequin du moteur dans laquelle pourrait se produire une combustion avec cognement. En outre, la bascule 7 et/ou l'étage de signalisation d'erreur 13 peuvent également être réalisés dans le micro-ordinateur 8, les impulsions sur la borne de signaux de cognement 6 agissant sur- une entrée d'interruption pendant la fenêtre de mesure de temps: L'installation selon l'invention pour la détection du cognement de moteursà combustion interne s'applique à la fois à des moteurs à combustion interne à allumage extérieur qu'à des moteurs à combustion à autoallumage. Le signal de cognement appliqué à la borne de signaux de cognement 6 est utilisé suivant les paramètres du mode de réalisation souhaité comme grandeur réelle pour le réglage du cognement, pour influencer le point d'allumage ou le point d'injection ou encore la pression de compression dans les moteurs sur-alimentés. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, l'installation selon l'invention est intégrée dans un boltier qui est monté sur le moteur en même temps que le capteur de cognement 1. Une ligne transmet ainsi le signal de cognement à une installation d'allumage transistorisée pour retardée l'allumage, installations d'allumage qui sont utilisées en grande série sur les véhicules automobiles. REVENDICATIONS 10) Installation pour détecter le cognement, installation comportant un capteur de cognement (1) pour détecter les oscillations du moteur, un filtre de cognement (4) qui est transparent au moins pour la plage des fréquences d'un signal de cognement prévisible, un comparateur (5) dont l'entrée est reliée au filtre de cognement (4), installation caractérisée en ce que le filtre de cognement (4) est relié au capteur de cognement (1) et l'entrée d'un redresseur (9) est reliée au capteur de cognement (1), la sortie de ce redresseur est reliée à l'autre entrée du comparateur (5). 20) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le comparateur (5) présente une hystérésis. 30) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le comparateur (5) présente une dérive. 40) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par un filtre (11) branché entre le capteur de cognement (1) et le redresseur (9). 50) Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que le filtre (11) est accordé en fonction du bruit de fond du moteur. 60) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'une borne de signaux d'essai (3) est reliée au filtre de cognement (4), borne qui permet d'injecter des signaux dans l'installation. 70) Installation selon la revendication 6, caractérisée par une ligne d'essai (12) qui permet d'injecter des signaux de préférence de façon cyclique dans l'installation et en ce qu'à partir de la réaction du comparateur (5) en fonction des signaux, l'installation décèle un défaut ou le fonctionnement de l'installation. 80) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'un étagebascule (7) est relié à la sortie du comparateur (5). 90) Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'étage de bascule (7) est un étage monostable et redéclenchable et en ce que la constante de temps de l'étage à bascule (7) est choisie de façon à rester active à la fréquence limite la plus basse du filtre de cognement (4). 100) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'une borne de bruit de fond (10) est reliée à la sortie du redresseur (9), un étage de signalisation d'erreur (10) étant raccordé à la borne de bruit de fond (10) et en ce que l'étage de signalisation d'erreur (13) fournit au moins une information lors du dépassement vers le bas d'un nveau prédéterminé sur la borne de bruit de fond (10), information indiquant qugil y a un défaut au niveau du capteur de cognement (1) et/ou de la ligne d'alimentation du capteur de cognement (1). llOB Installation selon la revendication 10, caractérisée par des moyens qui décident à partir du signal de sortie du comparateur (5) si un cognement est décelé de préférence par décomptage des longueurs d'impulsions ou par décomptage des trains d'oscillations du signal de sortie et comparaison à un seuil prédétermine.